(57)【要約】【課題】有機発光素子及びその製造方法を提供する。【解決手段】基板と、第１電極と、第２電極と、第１電極と第２電極との間に介在し介在する正孔輸送層、発光層及び電子輸送層と、を含み、正孔輸送層は、正孔輸送物質を含む第１正孔輸送層と、第１正孔輸送層上に形成され、電荷生成物質を含む第３正孔輸送層と、第３正孔輸送層上に形成され、正孔輸送物質を含む第５正孔輸送層と、を含む正孔輸送ユニットを一つ以上含み、電子輸送層は、電子輸送物質及び金属含有物質を含む有機発光素子である。【選択図】図２
2011187959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に介在し介在する正孔輸送層、発光層および電子輸送層と、を含み、
前記正孔輸送層は、
正孔輸送物質を含む第１正孔輸送層と、前記第１正孔輸送層上に形成され、電荷生成物質を含む第３正孔輸送層と、前記第３正孔輸送層上に形成され、前記正孔輸送物質を含む第５正孔輸送層と、を含む正孔輸送ユニットを一つ以上含み、
前記電子輸送層は、電子輸送物質及び金属含有物質を含む有機発光素子。
【請求項２】
前記正孔輸送ユニットが、
前記第１正孔輸送層と前記第３正孔輸送層との間に介在し、前記正孔輸送物質と前記電荷生成物質とを含む第２正孔輸送層、及び前記第３正孔輸送層と前記第５正孔輸送層との間に介在し、前記正孔輸送物質と前記電荷生成物質とを含む第４正孔輸送層からなる群から選択される１層以上の層をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項３】
前記正孔輸送物質が、下記化学式１で表示される化合物及び下記化学式２で表示される化合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子：
【化１】
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前記化学式１及び２で、
Ｒ１０は、−（Ａｒ１）ｎ−Ａｒ２で表示され、Ｒ１６は、−（Ａｒ１１）ｍ−Ａｒ１２で表示され、Ａｒ１，Ａｒ１１，Ｌ１及びＬ１１は互いに独立して、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルキレン基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニレン基、置換または非置換のＣ５−Ｃ３０アリーレン基、置換または非置換のＣ４−Ｃ３０ヘテロアリーレン基、及び−Ｎ（Ｑ１）−で表示される基からなる群から選択され、ｎ，ｍ，ａ及びｂは互いに独立して、０ないし１０の整数であり、前記Ｒ１ないしＲ３，Ｒ１１ないしＲ１５，Ｒ１７，Ｒ１８，Ｒ２１ないしＲ２９，Ａｒ２，Ａｒ１２及びＱ１は互いに独立して、水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニル基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルコキシ基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルキルチオール基、置換または非置換のＣ５−Ｃ３０アリール基、置換または非置換のＣ４−Ｃ３０ヘテロアリール基、及び−Ｎ（Ｑ２）（Ｑ３）で表示される基からなる群から選択され、前記Ｑ２及びＱ３は互いに独立して、水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニル基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルコキシ基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルキルチオール基、置換または非置換のＣ５−Ｃ３０アリール基、及び置換または非置換のＣ４−Ｃ３０ヘテロアリール基からなる群から選択され、前記−（Ａｒ１）ｎ−のうちｎ個のＡｒ１は、互いに同一であるか、あるいは相違し、前記−（Ａｒ１１）ｍ−のうちｍ個のＡｒ１１は、互いに同一であるか、あるいは相違し、前記−（Ｌ１）ａ−のうちａ個のＬ１は、互いに同一であるか、あるいは相違し、−（Ｌ１１）ｂ−のうちｂ個のＬ１１は、互いに同一であっても、相違しても良い。
【請求項４】
前記電荷生成物質が、下記化学式３で表示される化合物を含むことを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子：
【化２】
2011187959.tif 000025
前記化学式３で、
Ｒ５１ないしＲ５６は互いに独立して、水素、−ＣＮ、−ＳＯＲ１００、−ＳＯＮ（Ｒ１０１）２、−ＳＯ２Ｒ１０２、−ＳＯ２Ｎ（Ｒ１０３）２、−ＳＯ３Ｒ１０４、−ＳＯ３Ｎ（Ｒ１０５）２、−ＮＯ２、−ＣＦＨ２、−ＣＦ２Ｈ及び−ＣＦ３からなる群から選択され、前記Ｒ１００ないしＲ１０５は互いに独立して、水素、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換または非置換のＣ５−Ｃ３０アリール基、及び置換または非置換のＣ４−Ｃ３０ヘテロアリール基からなる群から選択される。
【請求項５】
前記第１正孔輸送層、前記第３正孔輸送層、及び前記第５正孔輸送層の厚みが、互いに独立して、０．１ｎｍないし１００ｎｍの範囲内で選択されることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項６】
前記第２正孔輸送層、及び前記第４正孔輸送層の厚みが互いに独立して、０．０１ｎｍないし１６ｎｍの範囲内で選択されることを特徴とする請求項２に記載の有機発光素子。
【請求項７】
前記第２正孔輸送層中の電荷生成物質の含有量が、前記第２正孔輸送層１００重量部当たり０．０１重量部ないし９９重量部であり、前記第４正孔輸送層中の電荷生成物質の含有量が、前記第４正孔輸送層１００重量部当たり０．０１重量部ないし９９重量部であることを特徴とする請求項２に記載の有機発光素子。
【請求項８】
前記第３正孔輸送層が２層の電荷生成物質含有層を含み、前記２層の電荷生成物質含有層間の界面は、明確でなく、前記第３正孔輸送層は、１層として観察されることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項９】
前記正孔輸送層が、２個の正孔輸送ユニットを含むことを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項１０】
前記正孔輸送層が、正孔輸送物質を含む第１正孔輸送層と、前記第１正孔輸送層上に形成され、前記正孔輸送物質と電荷生成物質とを含む第２正孔輸送層と、前記第２正孔輸送層上に形成され、前記電荷生成物質を含む第３正孔輸送層と、前記第３正孔輸送層上に形成され、前記正孔輸送物質と前記電荷生成物質とを含む第４正孔輸送層と、前記第４正孔輸送層上に形成され、前記正孔輸送物質を含む第５正孔輸送層と、前記第５正孔輸送層上に形成され、前記正孔輸送物質を含む第６正孔輸送層と、前記第６正孔輸送層上に形成され、前記正孔輸送物質と前記電荷生成物質とを含む第７正孔輸送層と、前記第７正孔輸送層上に形成され、前記電荷生成物質を含む第８正孔輸送層と、前記第８正孔輸送層上に形成され、前記正孔輸送物質と前記電荷生成物質とを含む第９正孔輸送層と、前記第９正孔輸送層上に形成され、前記正孔輸送物質を含む第１０正孔輸送層と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項１１】
前記第３正孔輸送層が２層の電荷生成物質含有層を含み、前記２層の電荷生成物質含有層間の界面は、明確でなく、前記第３正孔輸送層は、１層として観察され、前記第８正孔輸送層が２層の電荷生成物質含有層を含み、前記２層の電荷生成物質含有層間の界面は、明確でなく、前記第８正孔輸送層は、１層として観察されることを特徴とする請求項１０に記載の有機発光素子。
【請求項１２】
前記第５正孔輸送層と前記第６正孔輸送層との界面が明確でなく、前記第５正孔輸送層と前記第６正孔輸送層とが１層として観察されることを特徴とする請求項１０に記載の有機発光素子。
【請求項１３】
前記電子輸送層中の電子輸送物質が、下記化合物６０、下記化学式４で表示される化合物、及び下記化学式５で表示される化合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子：
【化３】
2011187959.tif 000026
前記化学式４及び５で、
Ｒ６１ないしＲ６６は互いに独立して、水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルコキシ基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アシル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニル基、置換または非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基、または置換または非置換のＣ３−Ｃ３０ヘテロアリール基であり、このうち隣接した２以上は、互いに結合して飽和環または不飽和環を形成でき、
Ｌ２１は、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルキレン基、置換または非置換のＣ６−Ｃ３０アリーレン基、または置換または非置換のＣ３−Ｃ３０ヘテロアリーレン基であり、
Ｑ１１ないしＱ１９は互いに独立して、水素、置換または非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基、または置換または非置換のＣ３−Ｃ３０ヘテロアリール基であり、
ｃは、０ないし１０の整数である。
【請求項１４】
前記電子輸送層のうち金属含有物質がＬｉ錯体を含むことを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項１５】
前記電子輸送層が、前記電子輸送物質を含む第１電子輸送層と、前記第１電子輸送層上に形成され、前記金属含有物質を含む第３電子輸送層と、前記第３電子輸送層上に形成され、前記電子輸送物質を含む第５電子輸送層と、を含む電子輸送ユニットを一つ以上含むことを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項１６】
前記電子輸送ユニットが、
前記第１電子輸送層と前記第３電子輸送層との間に介在し、前記電子輸送物質と前記金属含有物質とを含む第２電子輸送層、及び前記第３電子輸送層と前記第５電子輸送層との間に介在し、前記電子輸送物質と前記金属含有物質とを含む第４電子輸送層からなる群から選択される１層以上の層をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の有機発光素子。
【請求項１７】
前記第３電子輸送層が、２層の金属含有物質含有層を含み、前記２層の金属含有物質含有層間の界面は、明確でなく、前記第３電子輸送層は、１層として観察されることを特徴とする請求項１５に記載の有機発光素子。
【請求項１８】
前記電子輸送層が２個の電子輸送ユニットを含むことを特徴とする請求項１５に記載の有機発光素子。
【請求項１９】
基板上に第１電極を形成する段階と、
前記第１電極上に正孔輸送層を形成する段階と、
前記正孔輸送層上に発光層を形成する段階と、
前記発光層上に電子輸送物質及び金属含有物質を含む電子輸送層を形成する段階と、
前記電子輸送層上に第２電極を形成する段階と、を含み、
前記正孔輸送層の形成段階が、
正孔輸送物質を放出する第１蒸着源と、電荷生成物質を放出する第２蒸着源と、を準備する段階と、
前記第１蒸着源と前記第２蒸着源との間に防着板を配する段階と、
前記第１蒸着源と前記第２蒸着源とを、正孔輸送層の形成領域の第１末端から第２末端を経て、再び第１末端まで往復させることを１回以上行い、正孔輸送物質を含む第１正孔輸送層と、前記第１正孔輸送層上に形成され、前記電荷生成物質を含む第３正孔輸送層と、前記第３正孔輸送層上に形成され、前記正孔輸送物質を含む第５正孔輸送層と、を含む正孔輸送ユニットを一つ以上含む正孔輸送層を形成する段階と、を含むか、
正孔輸送物質を放出する第１蒸着源と、電荷生成物質を放出する第２蒸着源と、を準備する段階と、
前記正孔輸送物質が放出される領域と、前記電荷生成物質が放出される領域とが互いに重畳するように、前記第１蒸着源と前記第２蒸着源とを所定間隔を置いて配する段階と、
前記第１蒸着源と前記第２蒸着源とを、正孔輸送層の形成領域の第１末端から第２末端を経て、再び第１末端まで往復させることを１回以上行い、正孔輸送物質を含む第１正孔輸送層と、前記第１正孔輸送層上に形成され、前記電荷生成物質を含む第３正孔輸送層と、前記第３正孔輸送層上に形成され、前記正孔輸送物質を含む第５正孔輸送層と、を含み、前記第１正孔輸送層と前記第３正孔輸送層との間に介在し、前記正孔輸送物質と前記電荷生成物質とを含む第２正孔輸送層、及び前記第３正孔輸送層と前記第５正孔輸送層との間に介在し、前記正孔輸送物質と前記電荷生成物質とを含む第４正孔輸送層からなる群から選択される１層以上の層を含む正孔輸送ユニットを一つ以上含む正孔輸送層を形成する段階と、を含むことを特徴とする有機発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子（organic light emitting diode）は、自発光型素子であって、視野角が広く、かつコントラストにすぐれるだけではなく、応答時間が速く、輝度、駆動電圧及び応答速度特性にすぐれ、多色化が可能であるという長所を有している。
【０００３】
一般的な有機発光素子は、基板上部にアノードが形成されており、このアノード上部に、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及びカソードが順次に形成されている構造を有することができる。ここで、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層は、有機化合物からなる有機薄膜である。
【０００４】
前述のような構造を有する有機発光素子の駆動原理は、次の通りである。
前記アノード及びカソード間に電圧を印加すれば、アノードから注入された正孔は、正孔輸送層を経由して発光層に移動し、カソードから注入された電子は、電子輸送層を経由して発光層に移動する。前記正孔及び電子のようなキャリアは、発光層領域で再結合して励起子（exiton）を生成する。この励起子が励起状態から基底状態に変わりつつ光が生成される。
【０００５】
かような構造を有する有機発光素子が、優れた効率及び寿命といった性能を有するための一条件として、正孔及び電子の注入及び流れが均衡をなすことが必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、新規構造の有機発光素子を提供するものである。
本発明はまた、前記有機発光素子の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明は、基板と、第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に介在し介在する正孔輸送層、発光層及び電子輸送層と、を含み、前記正孔輸送層は、正孔輸送物質を含む第１正孔輸送層と、前記第１正孔輸送層上に形成され、電荷生成物質を含む第３正孔輸送層と、前記第３正孔輸送層上に形成され、前記正孔輸送物質を含む第５正孔輸送層と、を含む正孔輸送ユニットを一つ以上含み、前記電子輸送層は、電子輸送物質及び金属含有物質を含む有機発光素子を提供する。
【０００８】
前記正孔輸送ユニットは、前記第１正孔輸送層と前記第３正孔輸送層との間に介在し、前記正孔輸送物質と前記電荷生成物質とを含む第２正孔輸送層、及び前記第３正孔輸送層と前記第５正孔輸送層との間に介在し、前記正孔輸送物質と前記電荷生成物質とを含む第４正孔輸送層からなる群から選択される１層以上の層をさらに含むことができる。
【０００９】
前記正孔輸送物質は、下記化学式１で表示される化合物、及び下記化学式２で表示される化合物からなる群から選択して良い。
【００１０】
【化１】
2011187959.tif 000003
【００１１】
前記化学式１及び２で、Ｒ１０は、−（Ａｒ１）ｎ−Ａｒ２で表示され、Ｒ１６は、−（Ａｒ１１）ｍ−Ａｒ１２で表示され、Ａｒ１，Ａｒ１１，Ｌ１及びＬ１１は互いに独立して、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルキレン基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニレン基、置換または非置換のＣ５−Ｃ３０アリーレン基、置換または非置換のＣ４−Ｃ３０ヘテロアリーレン基、及び−Ｎ（Ｑ１）−で表示される基からなる群から選択され、ｎ，ｍ，ａ及びｂは互いに独立して、０ないし１０の整数であり、前記Ｒ１ないしＲ３，Ｒ１１ないしＲ１５，Ｒ１７，Ｒ１８，Ｒ２１ないしＲ２９，Ａｒ２，Ａｒ１２及びＱ１は互いに独立して、水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニル基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルコキシ基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルキルチオール基、置換または非置換のＣ５−Ｃ３０アリール基、置換または非置換のＣ４−Ｃ３０ヘテロアリール基、及び−Ｎ（Ｑ２）（Ｑ３）で表示される基からなる群から選択され、前記Ｑ２及びＱ３は互いに独立して、水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニル基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルコキシ基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルキルチオール基、置換または非置換のＣ５−Ｃ３０アリール基、及び置換または非置換のＣ４−Ｃ３０ヘテロアリール基からなる群から選択され、前記−（Ａｒ１）ｎ−のうちｎ個のＡｒ１は、互いに同一であるか、あるいは相違し、前記−（Ａｒ１１）ｍ−のうちｍ個のＡｒ１１は、互いに同一であるか、あるいは相違し、前記−（Ｌ１）ａ−のうちａ個のＬ１は、互いに同一であるか、あるいは相違し、−（Ｌ１１）ｂ−のうちｂ個のＬ１１は、互いに同一であっても、相違しても良い。
【００１２】
前記電荷生成物質は、下記化学式３で表示される化合物を含むことができる。
【００１３】
【化２】
2011187959.tif 000004
【００１４】
前記化学式３で、Ｒ５１ないしＲ５６は互いに独立して、水素、−ＣＮ、−ＳＯＲ１００、−ＳＯＮ（Ｒ１０１）２、−ＳＯ２Ｒ１０２、−ＳＯ２Ｎ（Ｒ１０３）２、−ＳＯ３Ｒ１０４、−ＳＯ３Ｎ（Ｒ１０５）２、−ＮＯ２、−ＣＦＨ２、−ＣＦ２Ｈ及び−ＣＦ３からなる群から選択され、前記Ｒ１００ないしＲ１０５は互いに独立して、水素、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換または非置換のＣ５−Ｃ３０アリール基、及び置換または非置換のＣ４−Ｃ３０ヘテロアリール基からなる群から選択される。
【００１５】
前記第１正孔輸送層、前記第３正孔輸送層、及び前記第５正孔輸送層の厚みは互いに独立して、０．５ｎｍないし１００ｎｍの範囲内で選択して良い。
【００１６】
前記第２正孔輸送層、及び前記第４正孔輸送層の厚みは互いに独立して、０．０１ｎｍないし１６ｎｍの範囲内で選択して良い。
【００１７】
前記第２正孔輸送層中の電荷生成物質の含有量が、前記第２正孔輸送層１００重量部当たり０．０１重量部ないし９９重量部であり、前記第４正孔輸送層中の電荷生成物質の含有量が、前記第４正孔輸送層１００重量部当たり０．０１重量部ないし９９重量部であってよい。
【００１８】
前記第３正孔輸送層は、２層の電荷生成物質含有層を含み、前記２層の電荷生成物質含有層間の界面は、明確でなく、前記第３正孔輸送層は、１層として観察されうる。
【００１９】
前記正孔輸送層は、２個の正孔輸送ユニットを含むことができる。
【００２０】
前記電子輸送層中の電子輸送物質は、下記化合物６０、下記化学式４で表示される化合物、及び下記化学式５で表示される化合物からなる群から選択して良い。
【００２１】
【化３】
2011187959.tif 000005
【００２２】
前記化学式４及び５で、Ｒ６１ないしＲ６６は互いに独立して、水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルコキシ基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アシル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニル基、置換または非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基、または置換または非置換のＣ３−Ｃ３０ヘテロアリール基であり、このうち隣接した２以上は、互いに結合して飽和環または不飽和環を形成でき、Ｌ２１は、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルキレン基、置換または非置換のＣ６−Ｃ３０アリーレン基、または置換または非置換のＣ３−Ｃ３０ヘテロアリーレン基であり、Ｑ１１ないしＱ１９は互いに独立して、水素、置換または非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基、または置換または非置換のＣ３−Ｃ３０ヘテロアリール基であり、ｃは、０ないし１０の整数である。
【００２３】
前記電子輸送層のうち金属含有物質は、Ｌｉ錯体を含むことができる。
【００２４】
前記電子輸送層は、前記電子輸送物質を含む第１電子輸送層と、前記第１電子輸送層上に形成され、前記金属含有物質を含む第３電子輸送層と、前記第３電子輸送層上に形成され、前記電子輸送物質を含む第５電子輸送層と、を含む電子輸送ユニットを一つ以上含むことができる。
【００２５】
前記電子輸送ユニットは、前記第１電子輸送層と前記第３電子輸送層との間に介在し、前記電子輸送物質と前記金属含有物質とを含む第２電子輸送層、及び前記第３電子輸送層と前記第５電子輸送層との間に介在し、前記電子輸送物質と前記金属含有物質とを含む第４電子輸送層からなる群から選択される１層以上の層をさらに含むことができる。
【００２６】
前記第３電子輸送層は、２層の金属含有物質含有層を含み、前記２層の金属含有物質含有層間の界面は、明確でなく、前記第３電子輸送層は、１層として観察されうる。
【００２７】
前記電子輸送層は、２個の電子輸送ユニットを含むことができる。
【００２８】
前記課題を解決するために、本発明はまた、基板上に第１電極を形成する段階と、前記第１電極上に正孔輸送層を形成する段階と、前記正孔輸送層上に発光層を形成する段階と、前記発光層上に電子輸送物質及び金属含有物質を含む電子輸送層を形成する段階と、前記電子輸送層上に第２電極を形成する段階と、を含み、前記正孔輸送層の形成段階が、正孔輸送物質を放出する第１蒸着源と、電荷生成物質を放出する第２蒸着源とを準備する段階と、前記第１蒸着源と前記第２蒸着源との間に防着板を配する段階と、前記第１蒸着源と前記第２蒸着源とを、正孔輸送層の形成領域の第１末端から第２末端を経て、再び第１末端まで往復させることを１回以上行い、正孔輸送物質を含む第１正孔輸送層と、前記第１正孔輸送層上に形成され、電荷生成物質を含む第３正孔輸送層と、前記第３正孔輸送層上に形成され、前記正孔輸送物質を含む第５正孔輸送層と、を含む正孔輸送ユニットを一つ以上含む正孔輸送層を形成する段階と、を含むか、または、正孔輸送物質を放出する第１蒸着源と、電荷生成物質を放出する第２蒸着源とを準備する段階と、前記正孔輸送物質が放出される領域と、前記電荷生成物質が放出される領域とが互いに重畳するように、前記第１蒸着源と前記第２蒸着源とを所定間隔を置いて配する段階と、前記第１蒸着源と前記第２蒸着源とを、正孔輸送層の形成領域の第１末端から第２末端を経て、再び第１末端まで往復させることを１回以上行い、正孔輸送物質を含む第１正孔輸送層と、前記第１正孔輸送層上に形成され、電荷生成物質を含む第３正孔輸送層と、前記第３正孔輸送層上に形成され、前記正孔輸送物質を含む第５正孔輸送層と、を含み、前記第１正孔輸送層と前記第３正孔輸送層との間に介在し、前記正孔輸送物質と前記電荷生成物質とを含む第２正孔輸送層、及び前記第３正孔輸送層と前記第５正孔輸送層との間に介在し、前記正孔輸送物質と前記電荷生成物質とを含む第４正孔輸送層からなる群から選択される１層以上の層を含む正孔輸送ユニットを含む正孔輸送層を形成する段階と、を含む有機発光素子の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の有機発光素子は、優れた寿命特性を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一具現例による有機発光素子の構造を概略的に示した図面である。
【図２】本発明の他の一具現例による有機発光素子の構造を概略的に示した図面である。
【図３】本発明のさらに他の一具現例による有機発光素子の構造を概略的に示した図面である。
【図４】本発明のさらに他の一具現例による有機発光素子の構造を概略的に示した図面である。
【図５Ａ】図１の有機発光素子中の正孔輸送層を形成する方法を概略的に示した図面である。
【図５Ｂ】図１の有機発光素子中の正孔輸送層を形成する方法を概略的に示した図面である。
【図５Ｃ】図１の有機発光素子中の正孔輸送層を形成する方法を概略的に示した図面である。
【図５Ｄ】図１の有機発光素子中の正孔輸送層を形成する方法を概略的に示した図面である。
【図５Ｅ】図１の有機発光素子中の正孔輸送層を形成する方法を概略的に示した図面である。
【図５Ｆ】図１の有機発光素子中の正孔輸送層を形成する方法を概略的に示した図面である。
【図５Ｇ】図１の有機発光素子中の正孔輸送層を形成する方法を概略的に示した図面である。
【図６】本発明のさらに他の一具現例による有機発光素子の構造を概略的に示した図面である。
【図７】実施例１の有機発光素子の時間・輝度特性を示した図面である。
【図８】実施例１の有機発光素子の電圧・電流密度特性を示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の望ましい実施例について、添付された図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００３２】
図１は、本発明の一具現例による有機発光素子１００の断面図を概略的に図示したものである。
【００３３】
有機発光素子１００は、基板１１０、第１電極１２０、正孔注入層１３０、正孔輸送層１４０、発光層１５０、電子輸送層１６０、電子注入層１８０及び第２電極１９０が順番に積層された構造を有する。前記正孔輸送層１４０は、正孔輸送物質を含む第１正孔輸送層１４１、前記第１正孔輸送層１４１上に形成され、前記正孔輸送物質と電荷生成物質とを含む第２正孔輸送層１４２、前記第２正孔輸送層１４２上に形成され、前記電荷生成物質を含む第３正孔輸送層１４３、前記第３正孔輸送層１４３上に形成され、前記正孔輸送物質と前記電荷生成物質とを含む第４正孔輸送層１４４、及び前記第４正孔輸送層１４４上に形成され、前記正孔輸送物質を含む第５正孔輸送層１４５を含む正孔輸送ユニットを１個含む。
【００３４】
前記基板１１０としては、一般的な有機発光素子で使われる基板を使用できるが、機械的強度、熱的安定性、透明性、表面平滑性、取扱容易性及び防水性にすぐれるガラス基板または透明プラスチック基板などを使用できるが、これらに限定されるものではない。
【００３５】
前記基板１１０上には、第１電極１２０が形成されている。前記第１電極１２０は、基板１１０上に、第１電極用物質を蒸着法またはスパッタリング法などを利用して提供することによって形成できる。前記第１電極１２０は、アノードであって、前記第１電極１２０がアノードである場合、正孔注入が容易になるように、第１電極用物質は、大きい仕事関数を有する物質のうちから選択して良い。前記第１電極１２０は、透過型電極または半透過型電極であってよい。第１電極用物質としては、透明であって伝導性にすぐれる酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などを利用できる。または、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム−リチウム（Ａｌ−Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム−インジウム（Ｍｇ−Ｉｎ）、マグネシウム−銀（Ｍｇ−Ａｇ）などを利用した半透過型電極として形成することもできる。
【００３６】
前記第１電極１２０上には、正孔注入層（ＨＩＬ）１３０が備わっている。正孔注入層１３０は、前記第１電極１２０上に、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ（Langmuir-Blodgett）法のような多様な方法を利用して形成できる。
【００３７】
真空蒸着法によって正孔注入層１３０を形成する場合、その蒸着条件は、正孔注入層１３０の材料として使用する化合物、目的とする正孔注入層１３０の構造及び熱的特性などによって異なるが、例えば、蒸着温度１００ないし５００℃、真空度１０−８ないし１０−３ｔｏｒｒ、蒸着速度０．０１ないし１００Å／ｓｅｃの範囲内で選択して良い。
【００３８】
スピンコーティング法によって正孔注入層１３０を形成する場合、そのコーティング条件は、正孔注入層１３０の材料として使用する化合物、目的とする正孔注入層１３０の構造及び熱的特性によって異なるが、例えば、約２，０００ｒｐｍないし５，０００ｒｐｍのコーティング速度、コーティング後の溶媒除去のための熱処理温度は、約８０℃ないし２００℃の温度範囲内で選択して良い。
【００３９】
正孔注入層１３０の物質としては、公知の正孔注入材料を使用できるが、例えば、銅フタロシアニンなどのフタロシアニン化合物、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（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ）、４，４’，４”−トリス｛Ｎ，Ｎジフェニルアミノ｝トリフェニルアミン（ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４”−トリス(Ｎ−(２−ナフチル)−ｎ−フェニル−アミノ)−トリフェニルアミン（２Ｔ−ＮＡＴＡ）、ポリアニリン／ドデシルベンゼンスルホン酸（Ｐａｎｉ／ＤＢＳＡ）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（４−スチレンスルホネート）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／カンファースルホン酸（Ｐａｎｉ／ＣＳＡ）、またはポリアニリン／ポリ（４−スチレンスルホネート）（ＰＡＮＩ／ＰＳＳ）などを使用できるが、これらに限定されるものではない。
【００４０】
【化４】
2011187959.tif 000006
【００４１】
前記正孔注入層１３０の厚みは、約１００Åないし１０，０００Å、例えば、１００Åないし１，０００Åであってよい。前記正孔注入層１３０の厚みが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、満足すべき正孔注入特性を得ることができる。
【００４２】
前記正孔輸送層１４０は、前記正孔注入層１３０上に形成されている。前記正孔輸送層１４０は、正孔輸送物質を含む第１正孔輸送層１４１、前記第１正孔輸送層１４１上に形成され、前記正孔輸送物質と電荷生成物質とを含む第２正孔輸送層１４２、前記第２正孔輸送層１４２上に形成され、前記電荷生成物質を含む第３正孔輸送層１４３、前記第３正孔輸送層１４３上に形成され、前記正孔輸送物質と前記電荷生成物質とを含む第４正孔輸送層１４４、及び前記第４正孔輸送層１４４上に形成され、前記正孔輸送物質を含む第５正孔輸送層１４５を含む正孔輸送ユニットを１個含む。
【００４３】
前記正孔輸送層１４０は、第１正孔輸送層１４１、第２正孔輸送層１４２、第３正孔輸送層１４３、第４正孔輸送層１４４及び第５正孔輸送層１４５が順に積層された構造を有するが、正孔の注入と輸送とを適切に調節する効果と電子阻止効果とを同時に有することができる。有機発光素子は、駆動後に経時的に電子または正孔の量が変化することによって、発光領域で生成される励起子の数がだんだんと減少しうる。その結果、キャリア均衡（carrier balance）が崩れ、これは、有機発光素子の寿命短縮の一因となりうる。しかし、前述のような構造を有する正孔輸送層は、類似しているかまたは同じエネルギーレベルを有するさまざまな層（第１正孔輸送層１４１、第２正孔輸送層１４２、第３正孔輸送層１４３、第４正孔輸送層１４４及び第５正孔輸送層１４５）が積層されており、正孔の移動速度を調節しつつ、キャリアの流れを一定に維持させることができる。これにより、有機発光素子の寿命が向上しうる。
【００４４】
前記正孔輸送物質は、下記化学式１で表示される化合物、及び下記化学式２で表示される化合物からなる群から選択して良い。
【００４５】
【化５】
2011187959.tif 000007
【００４６】
前記化学式１及び２で、Ｒ１０は、−（Ａｒ１）ｎ−Ａｒ２で表示され、Ｒ１６は、−（Ａｒ１１）ｍ−Ａｒ１２で表示され、Ａｒ１，Ａｒ１１，Ｌ１及びＬ１１は互いに独立して、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルキレン基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニレン基、置換または非置換のＣ５−Ｃ３０アリーレン基、置換または非置換のＣ４−Ｃ３０ヘテロアリーレン基、及び−Ｎ（Ｑ１）−で表示される基からなる群から選択され、ｎ，ｍ，ａ及びｂは互いに独立して、０ないし１０の整数であり、前記Ｒ１ないしＲ３，Ｒ１１ないしＲ１５，Ｒ１７，Ｒ１８，Ｒ２１ないしＲ２９，Ａｒ２，Ａｒ１２及びＱ１は互いに独立して、水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニル基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルコキシ基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルキルチオール基、置換または非置換のＣ５−Ｃ３０アリール基、置換または非置換のＣ４−Ｃ３０ヘテロアリール基、及び−Ｎ（Ｑ２）（Ｑ３）で表示される基からなる群から選択され、前記Ｑ２及びＱ３は互いに独立して、水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニル基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルコキシ基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルキルチオール基、置換または非置換のＣ５−Ｃ３０アリール基、及び置換または非置換のＣ４−Ｃ３０ヘテロアリール基からなる群から選択され、前記−（Ａｒ１）ｎ−のうちｎ個のＡｒ１は、互いに同一であるか、あるいは相違し、前記−（Ａｒ１１）ｍ−のうちｍ個のＡｒ１１は、互いに同一であるか、あるいは相違し、前記−（Ｌ１）ａ−のうちａ個のＬ１は、互いに同一であるか、あるいは相違し、−（Ｌ１１）ｂ−のうちｂ個のＬ１１は、互いに同一であっても、相違しても良い。
【００４７】
前記Ｒ１０である−（Ａｒ１）ｎ−Ａｒ２−及びＲ１６である−（Ａｒ１１）ｍ−Ａｒ１２−のうち、Ａｒ１及びＡｒ１１の具体例として、置換または非置換のＣ１−Ｃ１０アルキレン基、置換または非置換のＣ２−Ｃ１０アルケニレン基、置換または非置換のフェニレン基、置換または非置換のペンタレニレン基（pentalenylene）、置換または非置換のインデニレン基（indenylene）、置換または非置換のナフチレン基（naphthylene）、置換または非置換のアズレニレン（azulenylene）、置換または非置換のヘプタレニレン（heptalenylene）、置換または非置換のインダセニレン（indacenylene）、置換または非置換のアセナフチレン基（acenaphthylene）、置換または非置換のフルオレニレン基（fluorenylene）、置換または非置換のフェナレニレン基（phenalenylene）、置換または非置換のフェナントレニレン基（phenanthrenylene）、置換または非置換のアントラセニレン基（anthracenylene）、置換または非置換のフルオランテニレン基（fluoranthenylene）、置換または非置換のトリフェニレニレン基（triphenylenylene）、置換または非置換のピレニレニレン基（pyrenylenylene）、置換または非置換のクリセニレン基（chrysenylene）、置換または非置換のナフタセニレン基（naphthacenylene）、置換または非置換のピセニレン基（picenylene）、置換または非置換のピリレニレン基（perylenylene）、置換または非置換のペンタフェニレン基（pentaphenylene）、置換または非置換のヘキサセニレン基（hexacenylene）、置換または非置換のピロリレン基（pyrrolylene）、置換または非置換のピラゾリレン基（pyrazolylene）、置換または非置換のイミダゾリレン基（imidazolylene）、置換または非置換のイミダゾリニレン基（imidazolinylene）、置換または非置換のイミダゾピリジニレン基（imidazopyridinylene）、置換または非置換のイミダゾピリミジニレン基（imidazopyrimidinylene）、置換または非置換のピリジニレン基（pyridinylene）、置換または非置換のピラジニレン基（pyrazinylene）、置換または非置換のピリミジニレン基（pyrimidinylene）、置換または非置換のインドリレン基（indolylene）、置換または非置換のプリニレン基（purinylene）、置換または非置換のキノリニレン基（quinolinylene）、置換または非置換のフタラジニレン基（phthalazinylene）、置換または非置換のインドリジニレン基（indolizinylene）、置換または非置換のナフチリジニレン基（naphthyridinylene）、置換または非置換のキナゾリニレン基（quinazolinylene）、置換または非置換のシノリニレン基（cinnolinylene）、置換または非置換のインダゾリレン基（indazolylene）、置換または非置換のカルバゾリレン基（carbazolylene）、置換または非置換のフェナジニレン基（phenazinylene）、置換または非置換のフェナントリジニレン基（phenanthridinylene）、置換または非置換のピラニレン基（pyranylene）、置換または非置換のクロメニレン基（chromenylene）、置換または非置換のベンゾフラニレン基（benzofuranylene）、置換または非置換のチオフェニレン基（thiophenylene）、置換または非置換のベンゾチオフェニレン基（benzothiophenylene）、置換または非置換のイソチアゾリレン基（isothiazolylene）、置換または非置換のベンゾイミダゾリレン基（benzoimidazolylene）、置換または非置換のイソキサゾリレン基（isoxazolylene）、置換または非置換のトリアジニレン基（triazinylene）、及び−Ｎ（Ｑ１）−で表示される基を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。ここで、前記Ｑ１は、例えば、水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、置換または非置換のＣ１−Ｃ１０アルキル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ１０アルケニル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ１０アルキニル基、置換または非置換のＣ１−Ｃ１０アルコキシ基、置換または非置換のＣ１−Ｃ１０アルキルチオール基、置換または非置換のＣ５−Ｃ１４アリール基、置換または非置換のＣ４−Ｃ１４ヘテロアリール基、及び−Ｎ（Ｑ２）（Ｑ３）からなる群から選択して良いが、これらに限定されるものではない。
【００４８】
例えば、前記Ａｒ１及びＡｒ１１は互いに独立して、Ｃ１−Ｃ１０アルキレン基；フェニレン基；ナフチレン基；アントリレン基；フルオレニレン基；カルバゾリレン基；ピラゾリレン基；ピリジニレン基；トリアジニレン基；−Ｎ（Ｑ１）−；ハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシル基、Ｃ１−Ｃ１０アルキル基、Ｃ１−Ｃ１０アルコキシ基、フェニル基、ナフチル基及びアントリル基からなる群から選択される一つ以上の置換基で置換されたＣ１−Ｃ１０アルキレン基，フェニレン基，ナフチレン基，アントリレン基，フルオレニレン基，カルバゾリレン基，ピラゾリレン基，ピリジニレン基及びトリアジニレン基からなる群から選択して良いが、これらに限定されるものではない。ここで、前記Ｑ１は、水素；Ｃ１−Ｃ１０アルキル基；フェニル基；ナフチル基；カルバゾリル基；フルオレニル基；ピレニル基；ハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシル基、Ｃ１−Ｃ１０アルキル基、Ｃ１−Ｃ１０アルコキシ基、フェニル基、ナフチル基及びアントリル基からなる群から選択される一つ以上の置換基で置換されたＣ１−Ｃ１０アルキル基，Ｃ１−Ｃ１０アルコキシ基，フェニル基，ナフチル基，カルバゾリル基，フルオレニル基，ピレニル基及び−Ｎ（Ｑ２）（Ｑ３）からなる群から選択して良いが、これらに限定されるものではない。ここで、前記Ｑ２及びＱ３は、メチル基、フェニル基、ナフチル基及びアントリル基からなる群から選択して良い。
【００４９】
前記−（Ａｒ１）ｎ−Ａｒ２−及び−（Ａｒ１１）ｍ−Ａｒ１２−におけるＡｒ２及びＡｒ１２についての詳細な説明は、前述のＱ１についての説明と同一であるので、Ｑ１についての説明が参照される。
【００５０】
前記−（Ａｒ１）ｎ−Ａｒ２−及び−（Ａｒ１１）ｍ−Ａｒ１２−におけるｎ及びｍは互いに独立して、０ないし１０の整数である。例えば、前記ｎ及びｍは互いに独立して、０，１，２，３，４または５であるが、これらに限定されるものではない。
【００５１】
前記−（Ａｒ１）ｎ−Ａｒ２−の−（Ａｒ１）ｎ−におけるｎ個のＡｒ１は、互いに同一であっても、相違しても良い。例えば、ｎが２である場合、−（Ａｒ１）ｎ−における２個のＡｒ１は、いずれもフェニレン基であるか、または１つのＡｒ１は、−Ｎ（Ｑ１）−であり、残りの他のＡｒ１は、フェニレン基であるなど、多様な変形例が可能である。前記−（Ａｒ１１）ｍ−Ａｒ１２−も、これと同一に解説されうる。
【００５２】
前記化学式１及び２で、Ｒ１ないしＲ３，Ｒ１１ないしＲ１５，Ｒ１７，Ｒ１８及びＲ２１ないしＲ２９についての詳細な説明は、前記Ｑ１についての詳細な説明と同一であるので、これが参照される。
【００５３】
例えば、前記Ｒ１３は、フェニル基、ナフチル基またはアントリル基であってよいが、これらに限定されるものではない。
【００５４】
例えば、前記Ｒ２８及びＲ２９は互いに独立して、水素、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基、ナフチル基及びアントリル基からなる群から選択して良いが、これらに限定されるものではない。
【００５５】
前記化学式１及び２で、Ｌ１及びＬ２についての詳細な説明は、前記Ａｒ１及びＡｒ１１についての詳細な説明と同一であるので、これが参照される。
【００５６】
例えば、前記Ｌ１及びＬ２は互いに独立して、フェニレン基、カルバゾリレン基またはフェニルカルバゾリレン基であってよいが、これらに限定されるものではない。
【００５７】
前記化学式１及び２で、ａ及びｂは互いに独立して、０ないし１０の整数であってよい。例えば、前記ａ及びｂは互いに独立して、０，１，２または３であるが、これらに限定されるものではない。
【００５８】
前記化学式２の一具現例で、Ｒ１０である−（Ａｒ１）ｎ−Ａｒ２−におけるＡｒ１と、Ｒ１６である−（Ａｒ１１）ｍ−Ａｒ１２−におけるＡｒ１１とは互いに独立して、フェニレン基、カルバゾリレン基、フルオレニレン基、メチルフルオレニレン基、ピラゾリレン基、フェニルピラゾリレン基、−Ｎ（Ｑ１）−（ここで、Ｑ１は、水素、フェニル基、フルオレニル基、ジメチルフルオレニル基、ジフェニルフルオレニル基、カルバゾリル基、フェニルカルバゾリル基である）、ジフェニルフルオレニレン基、トリアジニレン基、メチルトリアジニレン基、フェニルトリアジニレン基、テトラフルオロフェニレン基、エチレン基及びメチルフェニレン基からなる群から選択され、ｎ及びｍは互いに独立して、０，１，２，３，４，５または６であり、前記Ａｒ２及びＡｒ１２は、水素、シアノ基、フルオロ基、フェニル基、シアノフェニル基、ナフチル基、アントリル基、メチル基、ピリジニル基、カルバゾリル基、フェニルカルバゾリル基、フルオレニル基、ジメチルフルオレニル基及びジフェニルフルオレニル基からなる群から選択され、Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１４，Ｒ１５，Ｒ１７，Ｒ１８及びＲ２１ないしＲ２７は水素であり、Ｒ１３は、フェニル基、ナフチル基及びアントリル基からなる群から選択され、Ｒ２８及びＲ２９は互いに独立して、水素、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基、ナフチル基及びアントリル基からなる群から選択され、Ｌ１１はフェニレン基であり、ｂは、０または１であってよい。
【００５９】
本発明の他の具現例によれば、前記正孔輸送性化合物は、下記化合物１ないし３７のうちいずれか一つであるが、これらに限定されるものではない。
【００６０】
【化６Ａ】
2011187959.tif 000008
【化６Ｂ】
2011187959.tif 000009
【化６Ｃ】
2011187959.tif 000010
【化６Ｄ】
2011187959.tif 000011
【化６Ｅ】
2011187959.tif 000012
【化６Ｆ】
2011187959.tif 000013
【００６１】
前記電荷生成物質は、下記化学式３で表示される化合物を含むことができる。
【００６２】
【化７】
2011187959.tif 000014
【００６３】
前記化学式３で、Ｒ５１ないしＲ５６は互いに独立して、水素、−ＣＮ、−ＳＯＲ１００、−ＳＯＮ（Ｒ１０１）２、−ＳＯ２Ｒ１０２、−ＳＯ２Ｎ（Ｒ１０３）２、−ＳＯ３Ｒ１０４、−ＳＯ３Ｎ（Ｒ１０５）２、−ＮＯ２、−ＣＦＨ２、−ＣＦ２Ｈ及び−ＣＦ３からなる群から選択され、前記Ｒ１００ないしＲ１０５は互いに独立して、水素、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換または非置換のＣ５−Ｃ３０アリール基、及び置換または非置換のＣ４−Ｃ３０ヘテロアリール基からなる群から選択される。
【００６４】
例えば、前記Ｒ１００ないしＲ１０５は互いに独立して、水素、置換または非置換のＣ１−Ｃ１０アルキル基、置換または非置換のＣ５−Ｃ１４アリール基、及び置換または非置換のＣ４−Ｃ１４ヘテロアリール基からなる群から選択して良い。
【００６５】
例えば、前記Ｒ１００ないしＲ１０５は互いに独立して、水素、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、一つ以上の−ＣＮで置換されたメチル基、一つ以上の−ＣＮで置換されたエチル化、一つ以上の−ＣＮで置換されたプロピル基、一つ以上の−ＣＮで置換されたブチル基、一つ以上の−ＣＮで置換されたペンチル基、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フルオレニル基、一つ以上の−ＣＮで置換されたフェニル基、一つ以上の−ＣＮで置換されたナフチル基、一つ以上の−ＣＮで置換されたアントリル基、一つ以上の−ＣＮで置換されたフルオレニル基、カルバゾリル基、キノリニル基、イミダゾリル基、一つ以上の−ＣＮで置換されたカルバゾリル基、一つ以上の−ＣＮで置換されたキノリニル基、及び一つ以上の−ＣＮで置換されたイミダゾリル基からなる群から選択して良いが、これらに限定されるものではない。
【００６６】
例えば、前記電荷生成物質は、下記化合物４０であるが、これに限定されるものではない。
【００６７】
【化８】
2011187959.tif 000015
【００６８】
前記第１正孔輸送層１４１、第３正孔輸送層１４３及び第５正孔輸送層１４５の厚みは互いに独立して、０．１ｎｍないし１００ｎｍであってよい。例えば、前記第１正孔輸送層１４１及び前記第５正孔輸送層１４５の厚みは互いに独立して、１０ｎｍないし１００ｎｍ、例えば、５０ｎｍないし６０ｎｍであるが、これに限定されるものではない。例えば、前記第３正孔輸送層１４３の厚みは、０．５ｎｍないし１００ｎｍ、例えば、０．５ｎｍないし１０ｎｍであるが、これに限定されるものではない。
【００６９】
前記第１正孔輸送層１４１、第３正孔輸送層１４３及び第５正孔輸送層１４５が前記厚み範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、正孔を効果的に注入及び輸送することができる。前記第１正孔輸送層１４１、第３正孔輸送層１４３及び第５正孔輸送層１４５の厚みは、互いに同一であっても、相違しても良い。
【００７０】
前記第２正孔輸送層１４２及び第４正孔輸送層１４４の厚みは互いに独立して、０．０１ｎｍないし１６ｎｍ、例えば０．５ｎｍないし１ｎｍであってよい。前記第２正孔輸送層１４２及び第４正孔輸送層１４４が前記厚み範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、電子を効果的に注入及び輸送することができる。前記第２正孔輸送層１４２及び第４正孔輸送層１４４の厚みは、互いに同一であっても、相違しても良い同一であっても、相違しても良い。
【００７１】
前記第２正孔輸送層１４２において、前記電荷生成物質の含有量は、前記第２正孔輸送層１４２ １００重量部当たり０．０１重量部ないし９９重量部、例えば、４５重量部ないし５５重量部であってよい。また、第４正孔輸送層１４４において、前記電荷生成物質の含有量は、第４正孔輸送層１４４ １００重量部当たり０．０１重量部ないし９９重量部、例えば、４５重量部ないし５５重量部であってよい。第２正孔輸送層１４２及び第４正孔輸送層１４４において、前記電荷生成物質の含有量が、前述のところを満足するならば、優れた効率を得ることができる。
【００７２】
前記正孔輸送層１４０は、真空蒸着法、スピンコーティング法またはキャスト法などの多様な方法を利用して形成できる。真空蒸着法及びスピンコーティング法によって正孔輸送層を形成する場合、その蒸着条件及びコーティング条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に、正孔注入層の形成とほぼ同じ条件範囲で選択して良い。
【００７３】
前記正孔輸送層１４０を蒸着法を利用して形成する場合、正孔輸送層１４０は、例えば、正孔輸送物質を放出する第１蒸着源と、電荷生成物質を放出する第２蒸着源とを準備する段階、前記正孔輸送物質が放出される領域と、前記電荷生成物質が放出される領域とが互いに重畳するように、前記第１蒸着源と前記第２蒸着源とを所定間隔を置いて配する段階、及び前記第１蒸着源と前記第２蒸着源とを正孔輸送層の形成領域（図１の場合、正孔注入層１３０の上部）の第１末端から第２末端を経て、再び第１末端まで往復させることを１回行う段階を遂行することによって形成されうる。
【００７４】
図５Ａないし図５Ｇは、正孔輸送層１４０を、正孔注入層１３０の上部に形成する方法の一具現例を順に図示したものである。図５Ａないし図５Ｇにおいて、正孔注入層１３０において正孔輸送層１４０が形成されない一面には、基板１１０及び第１電極１２０が存在するが、図５Ａないし図５Ｇでは、便宜上図示していない。
【００７５】
図５Ａにおいて、正孔注入層１３０の一面（すなわち、基板１１０及び第１電極１２０が存在しない一面）下部には、第１蒸着源１００１及び第２蒸着源１００２が配されうる。前記第１蒸着源１００１は、前記正孔輸送物質を放出する蒸着源であり、第２蒸着源１００２は、前記電荷生成物質を放出する蒸着源であってよい。前記第１蒸着源１００１によって正孔輸送物質が放出される領域Ｃ１と、第２蒸着源１００２によって電荷生成物質が放出される領域Ｃ２は、図５Ａから理解されるように、所定角度を有する扇状となりうる。
【００７６】
一方、前記第１蒸着源１００１と前記第２蒸着源１００２は、前記正孔輸送物質が放出される領域Ｃ１と、前記電荷生成物質が放出される領域Ｃ２とが互いに重畳する領域が形成されるように、所定間隔をもって配する。これにより、後述する図５Ｂ及び図５Ｆでのように、前記正孔輸送物質と電荷生成物質とが同時に積層され、正孔輸送物質と電荷生成物質とをいずれも含む第２正孔輸送層１４２及び第４正孔輸送層１４４が形成されうる。
【００７７】
前記第１蒸着源１００１及び前記第２蒸着源１００２は、ベース１００６に配設され、ベース１００６は、チャンバ内に配設されているガイドレール１００５上に置かれ、このガイドレール１００５に沿って往復動を行うように備わりうる。従って、ベース１００６は、別途の駆動部（図示せず）と連結されて駆動されうる。
【００７８】
前述のように、所定間隔をもって離隔された第１蒸着源１００１と第２蒸着源１００２とが配設されたベース１００６は、図５Ａに図示されているように、第１蒸着源１００１と第２蒸着源１００２とを載せた状態で、正孔注入層１３０下部の第１末端ＡからＢ方向に移動できる。このとき、正孔輸送物質だけが、まず正孔注入層１３０に蒸着され、正孔輸送物質を含む第１正孔輸送層１４１（Ｄ１）が形成され始める。第１正孔輸送層１４１は、ベース１００６がＢ方向に移動するにつれて、正孔注入層１３０の一面に続けて延びて蒸着される。
【００７９】
その後、図５Ｂでのように、第１蒸着源１００１と第２蒸着源１００２とが配設されたベース１００６が、Ｂ方向に続けて移動すれば、正孔輸送物質と電荷生成物質とが同時に蒸着される領域（Ｄ２）が形成され、正孔輸送物質を含む第１正孔輸送層１４１の下部に、正孔輸送物質と電荷生成物質とを含む第２正孔輸送層１４２が形成され始める。第２正孔輸送層１４２は、ベース１００６がＢ方向に移動するにつれて、正孔注入層１３０の一面に続けて延びて蒸着される。
【００８０】
その次に、図５Ｃでのように、第１蒸着源１００１と第２蒸着源１００２とが配設されたベース１００６が、Ｂ方向にさらに続けて移動すれば、第１電荷生成物質含有層１４３’が、前記第２正孔輸送層１４２の下部に形成され始める（Ｄ３）。
【００８１】
次に、第１蒸着源１００１と第２蒸着源１００２とが配設されたベース１００６が、Ｂ方向に続けて移動し、正孔注入層１３０下部の第２末端Ｅに到着すれば、図５Ｄでのように、正孔注入層１３０の下部に、正孔輸送物質を含む第１正孔輸送層１４１、正孔輸送物質及び電荷生成物質を含む第２正孔輸送層１４２、及び第１電荷生成物質含有層１４３’が形成されうる。
【００８２】
次に、正孔注入層１３０下部の第２末端Ｅに到着したベース１００６は、図５Ｅでのように、進行方向を変え、Ｂ方向と反対であるＦ方向に移動し始める。ここで、図５Ｅに図示されているように、第２電荷生成物質含有層１４３”がまず第一に形成され始める。
【００８３】
次に、ベース１００６がＦ方向に移動しつつ、図５Ｆに図示されているように、第２電荷生成物質含有層１４３”の下部には、正孔輸送物質及び電荷生成物質を含む第４正孔輸送層１４４、及び正孔生成物質を含む第５正孔輸送層１４５が順に形成されうる。このとき、第１電荷生成物質含有層１４３’と第２電荷生成物質含有層１４３”は、層構成成分（すなわち、電荷生成物質）が同一であるために、それらの界面は、実質的に不明であり、それらの層は、１層、すなわち、電荷生成物質を含む第３正孔輸送層１４３として観察されうる。これを考慮し、図５Ｆで、第１電荷生成物質含有層１４３’と第２電荷生成物質含有層１４３”との界面は、実線の代わりに点線で表示してある。
【００８４】
その後、第１蒸着源１００１と第２蒸着源１００２とを含むベース１００６が、正孔注入層１３０下部の第１末端Ａに到着することによって、図５Ｇでのように、正孔注入層１３０の下部には、正孔輸送物質を含む第１正孔輸送層１４１、正孔輸送物質及び電荷生成物質を含む第２正孔輸送層１４２、電荷生成物質を含む第３正孔輸送層１４３、正孔輸送物質及び電荷生成物質を含む第４正孔輸送層１４４、及び正孔輸送物質を含む第５正孔輸送層１４５が順に形成されうる。ここで、第３正孔輸送層１４３は、２層の電荷生成物質含有層、すなわち、第１電荷生成物質含有層１４３’及び第２電荷生成物質含有層１４３”を含むが、それらの界面Ｓ’は、明確でなく、１層として観察されうるが、図５Ｇでのように、点線で表示されている。
【００８５】
前述のような正孔輸送層１４０の形成方法によれば、第１蒸着源１００１及び第２蒸着源１００２が配設されたベース１００６が、正孔注入層１３０下部の第１末端Ａを出発し、第２末端Ｅを経て、再び第１末端Ａに戻って来る往復１回によって、第１正孔輸送層１４１、第２正孔輸送層１４２、第３正孔輸送層１４３、第４正孔輸送層１４４及び第５正孔輸送層１４５を含む正孔輸送ユニットを１個含む正孔輸送層１４０を形成できる。すなわち、図５Ａないし図５Ｇに図示された多層形成方法は、１つの正孔輸送ユニットを形成する方法の一例であってよい。従って、積層工程がさらに簡単であって早くなり、単一チャンバ内で、さまざまな膜を同時に蒸着するとしても、工程がほぼ同時になされるために、各層の成膜の間に、チャンバ内を排気する必要がない。
【００８６】
前記正孔輸送層１４０の上部に、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ法のような方法を利用し、発光層（ＥＭＬ）１５０を形成できる。真空蒸着法及びスピンコーティング法によって発光層を形成する場合、その蒸着条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に、正孔注入層の形成とほぼ同じ条件範囲で選択される。
【００８７】
前記発光層１５０は、１つの化合物を含むり、ホストとドーパントとの組み合わせを含むことができる。ホストの例としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）、９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン（ＡＤＮ）、（４，４−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン）（ＴＣＴＡ）、１，３，５−トリス（Ｎ−フェニルベンズイミダゾール−２−イル）ベンゼン（ＴＰＢＩ）、３−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（ナフト−２−イル）アントラセン（ＴＢＡＤＮ）、Ｅ３、ジスチリルアリーレン（ＤＳＡ）、ビス[２−(２−ヒドロキシフェニル)ベンゾチアゾラト]亜鉛（Ｚｎ（ＢＴＺ）２）、下記化合物５１、下記化合物５２を使用できるが、これらに限定されるものではない。
【００８８】
【化９】
2011187959.tif 000016
【００８９】
一方、赤色ドーパントとして、ＰｔＯＥＰ、Ｉｒ（ｐｉｑ）３、Ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）などを利用できるが、これらに限定されるものではない。
【００９０】
【化１０】
2011187959.tif 000017
【００９１】
また、緑色ドーパントとして、Ｉｒ（ｐｐｙ）３（ｐｐｙ＝フェニルピリジン）、Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ）、Ｉｒ（ｍｐｙｐ）３、または下記化合物５３を利用できるが、これらに限定されるものではない。
【００９２】
【化１１】
2011187959.tif 000018
【００９３】
一方、青色ドーパントとして、Ｆ２Ｉｒｐｉｃ、（Ｆ２ｐｐｙ）２Ｉｒ（ｔｍｄ）、Ｉｒ（ｄｆｐｐｚ）３、ｔｅｒ−フルオレン、４，４’−ビス（４−ジフェニルアミノスチリル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）、２，５，８，１１−テトラ−t−ブチルペリレン（ＴＢＰｅ）、下記化合物５４、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルエテニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）などを利用できるが、これらに限定されるものではない。
【００９４】
【化１２】
2011187959.tif 000019
【００９５】
ドーパントとホストとを共に使用する場合、ドーパントのドーピング濃度は、特別に制限されるものではないが、一般的に、ホスト１００重量部を基準として、前記ドーパントの含有量は、０．０１〜１５重量部である。
【００９６】
前記発光層１５０の厚みは、約１００Åないし１，０００Å、例えば２００Åないし６００Åであってよい。前記発光層１５０の厚みが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、優れた発光特性を示すことができる。
【００９７】
発光層１５０に、リン光ドーパントと共に使用する場合には、三重項励起子または正孔が電子輸送層に拡散する現象を防止するために、前記発光層１５０上に、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ法のような方法を利用し、正孔阻止層（ＨＢＬ）（図１には図示せず）を形成できる。真空蒸着法及びスピンコーティング法によって、正孔阻止層を形成する場合、その条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に、正孔注入層の形成とほぼ同じ条件範囲で選択される。公知の正孔阻止材料も使用できるが、その例としては、オキサジアゾール誘導体やトリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体などを挙げることができる。
【００９８】
前記正孔阻止層の厚みは、約５０Åないし１，０００Å、例えば１００Åないし３００Åであってよい。前記正孔阻止層の厚みが、前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、優れた正孔阻止特性を得ることができる。
【００９９】
前記発光層１５０上（正孔阻止層を形成したとするならば、正孔阻止層上）には、電子輸送層１６０が備わっている。
【０１００】
前記電子輸送層１６０は、電子輸送物質及び金属含有物質を含む。
【０１０１】
前記電子輸送物質は、任意の電子輸送物質であってよい。
【０１０２】
または、前記電子輸送物質は、下記化合物６０（９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン（ＡＤＮ））、下記化学式４で表示される化合物、及び下記化学式５で表示される化合物からなる群から選択して良い＞
【０１０３】
【化１３】
2011187959.tif 000020
【０１０４】
前記化学式４及び５で、Ｒ６１ないしＲ６６は互いに独立して、水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルコキシ基、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アシル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニル基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニル基、置換または非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基、または置換または非置換のＣ３−Ｃ３０ヘテロアリール基であり、このうち隣接した２以上は、互いに結合して飽和環または不飽和環を形成でき、Ｌ２１は、置換または非置換のＣ１−Ｃ３０アルキレン基、置換または非置換のＣ６−Ｃ３０アリーレン基、または置換または非置換のＣ３−Ｃ３０ヘテロアリーレン基であり、Ｑ１１ないしＱ１９は互いに独立して、水素、置換または非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基、または置換または非置換のＣ３−Ｃ３０ヘテロアリール基であり、ｃは、０ないし１０の整数である。
【０１０５】
例えば、前記Ｒ６１ないしＲ６６は互いに独立して、水素、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、ピリジニル基及びピラジニル基からなる群から選択して良いが、これらに限定されるものではない。
【０１０６】
具体的には、前記化学式４及び５で、Ｒ６１ないしＲ６４は水素であり、Ｒ６５は、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、ピリジニル基及びピラジニル基からなる群から選択して良い。また、前記化学式４及び５で、Ｒ６１ないしＲ６６は水素であるが、これらに限定されるものではない。
【０１０７】
例えば、前記Ｑ１１ないしＱ１９は互いに独立して、水素、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、ピリジニル基及びピラジニル基からなる群から選択して良いが、これらに限定されるものではない。
【０１０８】
具体的には、前記化学式４及び５で、Ｑ１１，Ｑ１３ないしＱ１６，Ｑ１８及びＱ１９は水素であり、Ｑ１２及びＱ１７は互いに独立して、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、ピリジニル基及びピラジニル基からなる群から選択して良いが、これらに限定されるものではない。
【０１０９】
例えば、前記Ｌ２１は、フェニレン基、ナフチレン基、アントリレン基、ピリジニレン基及びピラジニレン基からなる群から選択して良いが、これらに限定されるものではない。具体的には、前記Ｌ２１は、フェニレン基またはピリジニレン基であってよい。
【０１１０】
例えば、前記ｃは、１，２または３であるが、これらに限定されるものではない。
【０１１１】
前記電子輸送物質は、前記化合物６０、下記化合物６１または下記化合物６２であってよい。
【０１１２】
【化１４】
2011187959.tif 000021
【０１１３】
前記金属含有物質は、電子を注入して正孔を阻止する役割を担うことができる。これを考慮し、前記金属含有物質は、Ｌｉ錯体であってよい。
【０１１４】
例えば、前記金属含有物質は、リチウムキノレート（ＬｉＱ）、下記化合物８１（ＬｉＢＴＺ）であるが、これらに限定されるものではない。
【０１１５】
【化１５】
2011187959.tif 000022
【０１１６】
前記電子輸送層１６０の厚みは、約５０Åないし１，０００Å、例えば１００Åないし３００Åであってよい。前記電子輸送層の厚みが、前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、優れた電子輸送特性を得ることができる。
【０１１７】
電子輸送層１６０上には、カソードからの電子注入を容易にする機能を有する物質である電子注入層（ＥＩＬ）１８０が積層されうる。前記電子注入層の形成材料としては、ＬｉＦ、ＮａＣｌ、ＣｓＦ、Ｌｉ２Ｏ、ＢａＯのような電子注入層の形成材料として公知の任意物質を利用できる。前記電子注入層の蒸着条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に、正孔注入層の形成とほぼ同じ条件範囲で選択される。
【０１１８】
前記電子注入層１８０の厚みは、約１Åないし１００Å、例えば、５Åないし９０Åであってよい。前記電子注入層の厚みが、前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、満足すべき電子注入特性を得ることができる。
【０１１９】
前記電子注入層１８０上には、第２電極１９０が備わっている。前記第２電極１９０は、電子注入電極であるカソードであるが、このとき、前記第２電極形成用の金属としては、小さい仕事関数を有する金属、合金、電気伝導性化合物及びそれらの混合物を使用できる。具体的な例としては、リチウム（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム−リチウム（Ａｌ−Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム−インジウム（Ｍｇ−Ｉｎ）、マグネシウム−銀（Ｍｇ−Ａｇ）などを利用し、反射型電極を得ることができる。また、ＩＴＯ、ＩＺＯのような透明な導電性物質を利用し、透過型電極または半透過型電極として形成することもできる。
【０１２０】
前記有機発光素子１００の正孔輸送層１４０は、多層構造を有するものの、電子輸送層をなす各層間のエネルギーレベルが類似しており、前記電子輸送層１６０は、前述のような電子輸送物質と金属含有物質とを有するが、正孔と電子との流れの均衡が長時間維持され、電子の注入と輸送とを適切に調節する効果及び正孔阻止効果を同時に有することができ、長寿命を有することができる。
【０１２１】
図２は、他の具現例による有機発光素子２００の構造を概略的に図示したものである。
【０１２２】
有機発光素子２００は、基板２１０、第１電極２２０、正孔注入層２３０、正孔輸送層２４０、発光層２５０、電子輸送層２６０、電子注入層２８０及び第２電極２９０が順に積層された構造を有する。
【０１２３】
前記正孔輸送層２４０は、２個の正孔輸送ユニット、すなわち、第１正孔輸送ユニット２４０ａ及び第２正孔輸送ユニット２４０ｂを含む。具体的には、前記正孔輸送層２４０は、正孔輸送物質を含む第１正孔輸送層２４１、前記第１正孔輸送層２４１上に形成され、前記正孔輸送物質と電荷生成物質とを含む第２正孔輸送層２４２、前記第２正孔輸送層２４２上に形成され、前記電荷生成物質を含む第３正孔輸送層２４３、前記第３正孔輸送層２４３上に形成され、前記正孔輸送物質と前記電荷生成物質とを含む第４正孔輸送層２４４、前記第４正孔輸送層２４４上に形成され、前記正孔輸送物質を含む第５正孔輸送層２４５（以上、第１正孔輸送ユニット２４０ａに含まれる）、正孔輸送物質を含む第６正孔輸送層２４６、前記第６正孔輸送層２４６上に形成され、前記正孔輸送物質と電荷生成物質とを含む第７正孔輸送層２４７、前記第７正孔輸送層２４７上に形成され、前記電荷生成物質を含む第８正孔輸送層２４８、前記第８正孔輸送層２４８上に形成され、前記正孔輸送物質と前記電荷生成物質とを含む第９正孔輸送層２４９、及び前記第９正孔輸送層２４９上に形成され、前記正孔輸送物質を含む第１０正孔輸送層２４９ｂ（以上、第２正孔輸送ユニット２４０ｂに含まれる）を含む。
【０１２４】
前記正孔輸送層２４０は、２個の正孔輸送ユニット、すなわち、第１正孔輸送ユニット２４０ａ及び第２正孔輸送ユニット２４０ｂを含むので、例えば、図５Ａないし図５Ｇに図示されている多層形成方法を２回反復することによって形成できる。すなわち、第１蒸着源１００１及び第２蒸着源１００２を含むベース１００６をガイドレール１００５に沿って２回往復させることによって（すなわち、第１末端Ａ出発→Ｂ方向に移動→第２末端Ｅ到着→Ｆ方向に移動→第１末端Ａ到着→Ｂ方向に移動→第２末端Ｅ到着→Ｆ方向に移動→第１末端Ａ到着）、正孔輸送層２４０を形成できる。
【０１２５】
前述のような方法で正孔輸送層２４０を形成する場合、前記第３正孔輸送層２４３は、２層の電荷生成物質含有層、すなわち、第１電荷生成物質含有層２４３’及び第２電荷生成物質含有層２４３”を含むものの、それらの層の構成成分（すなわち、電荷生成物質）は、互いに同一であるので、前記２層の電荷生成物質含有層間の界面は、明確でなく、前記第３正孔輸送層２４３は、１層として観察されうる。同様に、前記第８正孔輸送層２４８は、２層の電荷生成物質含有層、すなわち、第１電荷生成物質含有層２４８’及び第２電荷生成物質含有層２４８”を含むものの、それらの層の構成成分（すなわち、電荷生成物質）は、互いに同一であるので、前記２層の電荷生成物質含有層間の界面は、明確でなく、前記第８正孔輸送層２４８は、１層として観察されうる。これを考慮し、図２で、第３正孔輸送層２４３の第１電荷生成物質含有層２４３’と第２電荷生成物質含有層２４３”との界面、及び第８正孔輸送層２４８の第１電荷生成物質含有層２４３’と第２電荷生成物質含有層２４３”との界面は実線の代わりに、点線で表示されている。
【０１２６】
一方、図２において、第５正孔輸送層２４５と第６正孔輸送層２４６との界面は、点線で表示されている。これは、ベース１００６が「第１末端Ａ出発→Ｂ方向に移動→第２末端Ｅ到着→Ｆ方向に移動→第１末端Ａ到着」という第１往復直後に形成された第５正孔輸送層２４５の構成成分（正孔輸送物質）と、前記第１往復直後に、前記ベース１００６が第２往復を始めるために、第１末端Ａから出発しつつ、最初に形成される第６正孔輸送層２４６の構成成分（正孔輸送物質）とが互いに同一であるので、前記第５正孔輸送層２４５と前記第６正孔輸送層２４６との界面が明確でなく、前記第５正孔輸送層２４５と前記第６正孔輸送層２４６は、１層として観察されうるという点を考慮したものである。
【０１２７】
図２の有機発光素子２００は、１個の正孔輸送ユニットの代わりに、２個の正孔輸送ユニットを含む正孔輸送層２４０を含むという点を除いては、図１の有機発光素子１００と同じ構造を有するが、有機発光素子２００の各層の物質、各層の厚みなどは、図１についての説明が参照される。
【０１２８】
図３は、他の具現例による有機発光素子３００の構造を概略的に図示したものである。
【０１２９】
有機発光素子３００は、基板３１０、第１電極３２０、正孔注入層３３０、正孔輸送層３４０、発光層３５０、電子輸送層３６０、電子注入層３８０及び第２電極３９０が順に積層された構造を有する。
【０１３０】
前記正孔輸送層３４０は、２個の正孔輸送ユニット、すなわち、第１正孔輸送ユニット３４０ａ及び第２正孔輸送ユニット３４０ｂを含む。具体的には、前記正孔輸送層３４０は、正孔輸送物質を含む第１正孔輸送層３４１、前記第１正孔輸送層３４１上に形成され、前記正孔輸送物質と電荷生成物質とを含む第２正孔輸送層３４２、前記第２正孔輸送層３４２上に形成され、前記電荷生成物質を含む第３正孔輸送層３４３、前記第３正孔輸送層３４３上に形成され、前記正孔輸送物質と前記電荷生成物質とを含む第４正孔輸送層３４４、前記第４正孔輸送層３４４上に形成され、前記正孔輸送物質を含む第５正孔輸送層３４５（以上、第１正孔輸送ユニット３４０ａに含まれる）、正孔輸送物質を含む第６正孔輸送層３４６、前記第６正孔輸送層３４６上に形成され、前記正孔輸送物質と電荷生成物質とを含む第７正孔輸送層３４７、前記第７正孔輸送層３４７上に形成され、前記電荷生成物質を含む第８正孔輸送層３４８、前記第８正孔輸送層３４８上に形成され、前記正孔輸送物質と前記電荷生成物質とを含む第９正孔輸送層３４９、及び前記第９正孔輸送層３４９上に形成され、前記正孔輸送物質を含む第１０正孔輸送層３４９ｂ（以上、第２正孔輸送ユニット３４０ｂに含まれる）を含む。
【０１３１】
前記正孔輸送層３４０についての詳細な説明は、前記正孔輸送層２４０についての説明が参照される。
【０１３２】
前記電子輸送層３６０は、前記電子輸送物質を含む第１電子輸送層３６１、前記第１電子輸送層３６１上に形成され、前記電子輸送物質と前記金属含有物質とを含む第２電子輸送層３６２、前記第２電子輸送層３６２上に形成され、前記金属含有物質を含む第３電子輸送層３６３、前記第３電子輸送層３６３上に形成され、前記電子輸送物質と前記金属含有物質とを含む第４電子輸送層３６４、及び前記第４電子輸送層３６４上に形成され、前記電子輸送物質を含む第５電子輸送層３６５を含む電子輸送ユニットを１個含む。
【０１３３】
前記電子輸送層３６０は、第１電子輸送層３６１、第２電子輸送層３６２、第３電子輸送層３６３、第４電子輸送層３６４、及び第５電子輸送層３６５が順に積層された構造を有するが、電子の注入と輸送とを適切に調節する効果、及び正孔阻止効果を同時に有することができる。有機発光素子は、駆動後に、経時的に電子または正孔の量が変化することによって、発光領域で生成される励起子の数がだんだんと減少しうる。その結果、キャリア均衡（carrier balance）が崩れ、これは、有機発光素子の寿命短縮の一原因になりうる。しかし、前述のような構造を有する電子輸送層は、類似または同じエネルギーレベルを有するさまざまな層（第１電子輸送層３６１、第２電子輸送層３６２、第３電子輸送層３６３、第４電子輸送層３６４及び第５電子輸送層３６５）が積層されており、電子の移動速度を調節しつつ、キャリアの流れを一定に維持させることができる。これにより、有機発光素子の寿命が向上しうる。
【０１３４】
前記電子輸送層３６０は、例えば、電子輸送物質を放出する第３蒸着源と、金属含有物質を放出する第４蒸着源とを準備する段階、前記電子輸送物質が放出される領域、前記金属含有物質が放出される領域とが互いに重畳するように、前記第３蒸着源と前記第４蒸着源とを所定間隔を置いて配する段階、及び前記第３蒸着源と前記第４蒸着源とを、電子輸送層形成領域（例えば、発光層３５０上部）の第１末端から第２末端を経て、再び第１末端まで往復させることを１回行う段階を遂行することによって形成されうる。
【０１３５】
前述のような電子輸送層３６０の形成方法は、例えば、前記図５Ａないし図５Ｇ、及びこれについての説明が参照されるものの、「正孔輸送物質」を「電子輸送物質」に、「電荷生成物質」を「金属含有物質」に、「第１蒸着源」を「第３蒸着源」に、「第２蒸着源」を「４蒸着源」に置き換えて参照することによって、容易に理解されるであろう。
【０１３６】
前述のように電子輸送層３６０を形成する場合、第１金属含有物質含有層３６３’と第２金属含有物質含有層３６３”は、層構成成分（すなわち、金属含有物質）が同一であるために、それらの界面は、実質的に明確でなく、それらの層は、１層、すなわち、金属含有物質を含む第３電子輸送層３６３として観察されうる。これを考慮し、図３で、第１金属含有物質含有層３６３’と第２金属含有物質含有層３６３”との界面は、実線の代わりに点線で表示されている。
【０１３７】
前記第１電子輸送層３６１、第３電子輸送層３６３及び第５電子輸送層３６５の厚みは、互いに独立して、０．０１ｎｍないし１ｎｍ、例えば０．５ｎｍないし０．７ｎｍであってよい。前記第１電子輸送層３６１、第３電子輸送層３６３及び第５電子輸送層３６５が、前記厚み範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、電子を効果的に注入及び輸送することができる。前記第１電子輸送層３６１、第３電子輸送層３６３及び第５電子輸送層３６５の厚みは、互いに同一であっても、相違しても良い。
【０１３８】
前記第２電子輸送層３６２及び第４電子輸送層３６４の厚みは互いに独立して、６ｎｍないし１６ｎｍ、例えば６ｎｍないし１０ｎｍであってよい。前記第２電子輸送層３６２及び第４電子輸送層３６４が、前記厚み範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、電子を効果的に注入及び輸送することができる。前記第２電子輸送層３６２及び第４電子輸送層３６４の厚みは、互いに同一であっても、相違しても良い。
【０１３９】
前記第２電子輸送層３６２において、前記金属含有物質の含有量は、前記第２電子輸送層３６２ １００重量部当たり２０重量部ないし８０重量部、例えば、４５重量部ないし５５重量部であってよい。また、第４電子輸送層３６４において、金属含有物質の含有量は、第４電子輸送層３６４ １００重量部当たり２０重量部ないし８０重量部、例えば、４５重量部ないし５５重量部であってよい。第２電子輸送層３６２及び第４電子輸送層３６４において、金属−含有物質の含有量が前述のところを満足するならば、優れた効率を得ることができる。
【０１４０】
前記電子輸送層３６０の電子輸送物質及び金属含有物質についての詳細な説明は、図１についての説明が参照される。
【０１４１】
図３の有機発光素子３００は、電子輸送層３６０を前述のような多層構造で構成したは点を除いては、図２の有機発光素子２００と同じ構造を有するが、有機発光素子３００の各層の物質、各層の厚みなどは、図１及び２についての説明が参照される。
【０１４２】
図４は、他の具現例による有機発光素子４００の構造を概略的に図示したものである。
【０１４３】
有機発光素子４００は、基板４１０、第１電極４２０、正孔注入層４３０、正孔輸送層４４０、発光層４５０、電子輸送層４６０、電子注入層４８０及び第２電極４９０が順に積層された構造を有する。
【０１４４】
前記正孔輸送層４４０は２個の正孔輸送ユニット、すなわち、第１正孔輸送ユニット４４０ａ、及び第２正孔輸送ユニット４４０ｂを含む。具体的には、前記正孔輸送層４４０は、正孔輸送物質を含む第１正孔輸送層４４１、前記第１正孔輸送層４４１上に形成され、前記正孔輸送物質と電荷生成物質とを含む第２正孔輸送層４４２、前記第２正孔輸送層４４２上に形成され、前記電荷生成物質を含む第３正孔輸送層４４３、前記第３正孔輸送層４４３上に形成され、前記正孔輸送物質と前記電荷生成物質とを含む第４正孔輸送層４４４、前記第４正孔輸送層４４４上に形成され、前記正孔輸送物質を含む第５正孔輸送層４４５（以上、第１正孔輸送ユニット４４０ａに含まれる）、正孔輸送物質を含む第６正孔輸送層４４６、前記第６正孔輸送層４４６上に形成され、前記正孔輸送物質と電荷生成物質とを含む第７正孔輸送層４４７、前記第７正孔輸送層４４７上に形成され、前記電荷生成物質を含む第８正孔輸送層４４８、前記第８正孔輸送層４４８上に形成され、前記正孔輸送物質と前記電荷生成物質とを含む第９正孔輸送層４４９、及び前記第９正孔輸送層４４９上に形成され、前記正孔輸送物質を含む第１０正孔輸送層４４９ｂ（以上、第２正孔輸送ユニット４４０ｂに含まれる）を含む。
【０１４５】
前記正孔輸送層４４０についての詳細な説明は、前記正孔輸送層２４０についての説明が参照される。
【０１４６】
前記電子輸送層４６０は、２個の電子輸送ユニット、すなわち、第１電子輸送ユニット４６０ａ及び第２電子輸送ユニット４６０ｂを含む。具体的には、前記電子輸送層４６０は、電子輸送物質を含む第１電子輸送層４６１、前記第１電子輸送層４６１上に形成され、前記電子輸送物質と金属含有物質とを含む第２電子輸送層４６２、前記第２電子輸送層４６２上に形成され、前記金属含有物質を含む第３電子輸送層４６３、前記第３電子輸送層４６３上に形成され、前記電子輸送物質と前記金属含有物質とを含む第４電子輸送層４６４、前記第４電子輸送層４６４上に形成され、前記電子輸送物質を含む第５電子輸送層４６５（以上、第１電子輸送ユニット４６０ａに含まれる）、電子輸送物質を含む第６電子輸送層４６６、前記第６電子輸送層４６６上に形成され、前記電子輸送物質と金属含有物質とを含む第７電子輸送層４６７、前記第７電子輸送層４６７上に形成され、前記金属含有物質を含む第８電子輸送層４６８、前記第８電子輸送層４６８上に形成され、前記電子輸送物質と前記金属含有物質とを含む第９電子輸送層４６９、及び前記第９電子輸送層４６９上に形成され、前記電子輸送物質を含む第１０電子輸送層４６９ｂ（以上、第２電子輸送ユニット４６０ｂに含まれる）を含む。
【０１４７】
前記電子輸送層４６０は、２個の電子輸送ユニット、すなわち、第１電子輸送ユニット４６０ａ及び第２電子輸送ユニット４６０ｂを含むので、例えば、図５Ａないし図５Ｇに図示されている多層形成方法（ただ、前記図５Ａないし図５Ｇ及びこれについての説明が参照されるものの、「正孔輸送物質」を「電子輸送物質」に、「電荷生成物質」を「金属含有物質」に、「第１蒸着源」を「第３蒸着源」に、「第２蒸着源」を「４蒸着源」に置き換えて参照）を２回反復することによって形成できる。
【０１４８】
前述のような方法で電子輸送層４６０を形成する場合、前記第３電子輸送層４６３は、２層の金属含有物質含有層、すなわち、第１金属含有物質含有層４６３’及び第２金属含有物質含有層４６３”を含むものの、それらの層の構成成分（すなわち、金属含有物質）は、互いに同一であるので、前記２層の金属含有物質含有層間の界面は、明確でなく、前記第３電子輸送層４６３は、１層として観察されうる。同様に、前記第８電子輸送層４６８も、これと同一に理解することができるであろう。
【０１４９】
一方、図４において、第５電子輸送層４６５と第６電子輸送層４６６との界面は、点線で表示されている。これは、ベース１００６が、「第１末端Ａ出発→Ｂ方向に移動→第２末端Ｅ到着→Ｆ方向に移動→第１末端Ａ到着」という第１往復直後に形成された第５電子輸送層４６５の構成成分（電子輸送物質）と、前記第１往復直後に、前記ベース１００６が第２往復を始めるために、第１末端Ａから出発しつつ、最初に形成される第６電子輸送層４６６の構成成分（電子輸送物質）とが互いに同一であるので、前記第５電子輸送層４６５と前記第６電子輸送層４６６との界面が明確でなく、前記第５電子輸送層４６５と前記第６電子輸送層４６６は、１層として観察されうるという点を考慮したものである。
【０１５０】
図４の有機発光素子４００は、１個の電子輸送ユニットの代わりに、２個の電子輸送ユニットを含む電子輸送層４６０を含むという点を除いては、図３の有機発光素子３００と同じ構造を有するが、有機発光素子４００の各層の物質、各層の厚みなど、図１、図２及び図３についての説明が参照される。
【０１５１】
図６は、本発明の他の具現例による有機発光素子１０の構造を簡略に図示したものである。前記有機発光素子１０は、基板１１、第１電極１２、正孔注入層１３、正孔輸送層１４、発光層１５、電子輸送層１６、電子注入層１８及び第２電極１９が順番に積層された構造を有する。前記正孔輸送層１４は、正孔輸送物質を含む第１正孔輸送層１４ａ、前記第１正孔輸送層１４ａ上に形成され、電荷生成物質を含む第３正孔輸送層１４ｂ、前記第３正孔輸送層１４ｂ上に形成され、前記正孔輸送物質を含む第５正孔輸送層１４ｃを含む正孔輸送ユニットを１個含む。
【０１５２】
前記有機発光素子１０において、基板１１、第１電極１２、正孔注入層１３、発光層１５、電子輸送層１６、電子注入層１８及び第２電極１９についての詳細な説明は、図１についての説明が参照される。
【０１５３】
前記正孔輸送層１４は、第１正孔輸送層１４ａ、第３正孔輸送層１４ｂ及び第５正孔輸送層１４ｃを含み、それらについての詳細な説明は、前記図１についての説明において、第１正孔輸送層１４１、第３正孔輸送層１４３及び第５正孔輸送層１４５についての説明が参照される。すなわち、図６に図示された有機発光素子１０は、第２正孔輸送層１４２及び第４正孔輸送層１４４が形成されていないという点を除いては、図１に図示された有機発光素子１００と同じ構成を有する。
【０１５４】
前記有機発光素子１０の第３正孔輸送層１４ｂは、前述のような電荷生成物質を含むことができる。前記第３正孔輸送層１４ｂは、第１電荷生成物質含有層１４ｂ’及び第２電荷生成物質含有層１４ｂ”を含むことができるが、それらの界面は、実質的に明確でなく、１層、すなわち、電荷生成物質を含む第３正孔輸送層１４ｂとして観察されうる。これを考慮し、図６において、第１電荷生成物質含有層１４ｂ’と第２電荷生成物質含有層１４ｂ”との界面は、実線の代わりに、点線で表示されている。
【０１５５】
前記正孔輸送層１４は、類似または同じエネルギーレベルを有する第１正孔輸送層１４ａ、第３正孔輸送層１４ｂ及び第５正孔輸送層１４ｃが順に積層された構造を有するが、正孔の注入と輸送とを適切に調節する効果、及び電子阻止効果を同時に有することができる。これにより、寿命が向上した有機発光素子を具現できる。
【０１５６】
前記有機発光素子１０の正孔輸送層１４は、例えば、図５Ａに図示されているように、第１蒸着源１００１及び第２蒸着源１００２が配設されたベース１００６を準備するものの、前記第１蒸着源１００１と第２蒸着源１００２との防着板（anti-deposition plate）を設けた後、第１蒸着源１００１と第２蒸着源１００２との防着板が設けられたベース１００６を、「第１末端Ａ出発→Ｂ方向に進行→第２末端Ｅ到着→Ｆ方向に進行→第１末端Ａ到着」の経路で１回往復させることによって形成できる。前述のように、第１蒸着源１００１と第２蒸着源１００２との間に防着板を形成することによって、第１蒸着源１００１から放出される正孔輸送物質と、第２蒸着源１００２から放出される電荷生成物質との同時蒸着が実質的に防止され、第１正孔輸送層１４ａ、第３正孔輸送層１４ｂ及び第５正孔輸送層１４ｃが順番に積層されうる。
【０１５７】
本発明の一具現例による有機発光素子の構造及び製造方法は、図１、図２、図３、図４、図５Ａないし図５Ｇ及び図６を参照して説明したが、それらに限定されるものではなく、多様な変形例が可能である。例えば、本発明の他の一具現例による有機発光素子の正孔輸送層は、３個以上の正孔輸送ユニットを含むことができ、かつ／または電子輸送層は、３個以上の電子輸送ユニットを含むことができるなど、多様な変形例が可能である。また、必要によって、有機発光素子において、正孔注入層の形成なしに、第１電極上に、直ちに正孔輸送層を形成できるなど、多様な変形例が可能である。
【０１５８】
また、本発明の多様な具現例に例示された正孔輸送層と電子輸送層との多様な組み合わせも可能である。例えば、図６に図示された有機発光素子１０の正孔輸送層１４と、図３に図示された有機発光素子３００の電子輸送層３６０と、を同時に採用した有機発光素子の具現も可能である。
【０１５９】
本明細書において、「Ａ層がＢ層（またはＢ面）上に形成される」、または「Ａ層がＢ層（またはＢ面）上に備わる」という表現は、Ａ層がＢ層（またはＢ面）の一部以上を覆うように形成されている構造を説明するための表現であり、これは、Ａ層とＢ層との間に、他の層がさらに形成されている構造、及びＡ層がＢ層と接触する構造のいずれも指す表現であり、これは、当業者に容易に理解されるであろう。
【０１６０】
一方、図１ないし図４には図示されていないが、第２電極の上部には、有機発光素子の密封のための公知の構造の密封層がさらに備わりうるなど、多様な変形例が可能である。
【０１６１】
以下、実施例を挙げて、本発明の一具現例による有機発光素子について、さらに具体的に説明するが、本発明が下記の実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【０１６２】
実施例１
コーニング社（Corning）の１５Ω／ｃｍ２（７０Å）ＩＴＯ（第１電極）が備わったガラス基板を、５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．５ｍｍサイズに切り、イソプロピルアルコールと純水とで、それぞれ５分間超音波洗浄した後、３０分間の熱処理後に、Ｎ２プラズマ処理して使用した。前記ＩＴＯ電極上に、正孔注入及び輸送物質として化合物１４、及び電荷生成物質として化合物４０を利用する、図５Ａないし図５Ｇで説明した方法を遂行し（すなわち、第１蒸着源１００１は、化合物１４放出／第２蒸着源１００２は、化合物４０放出／ベース１００６は、「第１末端Ａ出発→Ｂ方向に進行→第２末端Ｅ到着→Ｆ方向に進行→第１末端Ａ到着」の経路で１回往復）、化合物１４の第１正孔輸送層６００Å、化合物１４＋化合物４０の第２正孔輸送層１０Å、化合物４０の第３正孔輸送層３０Å、化合物１４＋化合物４０の第４正孔輸送層１０Å、及び化合物１４の第５正孔輸送層６００Åを含む１個の正孔輸送ユニットからなる正孔輸送層を形成した。前記正孔輸送層上部に、ホストとしてＡｌｑ３を９７重量％、ドーパントとしてＤＰＶＢＩを３重量％使用し、２００Å厚の発光層を形成し、前記発光層の上部に、化合物６２及びＬｉＱを共蒸着し（ＬｉＱの含有量は、電子輸送層１００重量部当たり５０重量部である）、３００Å厚の電子輸送層を形成した後、ＬｉＦを真空蒸着し、５Å厚の電子注入層を形成した後、Ｍｇ：Ａｇを真空蒸着し、１２０Å厚の第２電極を形成し、第２電極上に、有機キャッピング層として、Ａｌｑ３を真空蒸着して有機発光素子を製作した。
【０１６３】
【化１６】
2011187959.tif 000023
【０１６４】
評価例１
前記実施例１の有機発光素子の輝度を経時的に測定し、図７に示した。図７のｙ軸は、０時間であるときの輝度を１００％とした輝度比（％）である。輝度は、ＰＲ６５０（Spectroscan）Source Measurement Unit．（PhotoResearch社製）を利用して評価した。また、実施例１の有機発光素子の印加電圧に係わる電流密度変化を測定し、その結果を図８に示した。図８において、Ｘ軸は、印加電圧（Ｖ）二であり、ｙ軸は、それによる電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）である。図７及び図８から、実施例１の有機発光素子は、優れた電気的特性及び寿命特性を有するということを確認した。
【符号の説明】
【０１６５】
１００，２００    有機発光素子
１１０，２１０    基板
１２０，２２０    第１電極
１３０，２３０    正孔注入層
１４０，２４０    正孔輸送層
１４１，２４１    第１正孔輸送層
１４２，２４２    第２正孔輸送層
１４３，２４３    第３正孔輸送層
１４３’，２４３’，２４８’    第１電荷生成物質含有層
１４３”，２４３”，２４８”    第２電荷生成物質含有層
１４４，２４４    第４正孔輸送層
１４５，２４５    第５正孔輸送層
１５０，２５０    発光層
１６０，２６０    電子輸送層
１８０，２８０    電子注入層
１９０，２９０    第２電極
２４０ａ    第１正孔輸送ユニット
２４０ｂ    第２正孔輸送ユニット
２４６    第６正孔輸送層
２４７    第７正孔輸送層
２４８    第８正孔輸送層
２４９    第９正孔輸送層
２４９ｂ     第１０正孔輸送層
１００１    第１蒸着源
１００２    第２蒸着源
１００５    ガイドレール
１００６    ベース
【図１】
2011187959.tif 000027
【図２】
2011187959.tif 000028
【図３】
2011187959.tif 000029
【図４】
2011187959.tif 000030
【図５Ａ】
2011187959.tif 000031
【図５Ｂ】
2011187959.tif 000032
【図５Ｃ】
2011187959.tif 000033
【図５Ｄ】
2011187959.tif 000034
【図５Ｅ】
2011187959.tif 000035
【図５Ｆ】
2011187959.tif 000036
【図５Ｇ】
2011187959.tif 000037
【図６】
2011187959.tif 000038
【図７】
2011187959.tif 000039
【図８】
2011187959.tif 000040