(57)【要約】 【課題】有機電界発光ディスプレー装置を形成する時発光層を改善して効率が高いデバイス構造を開発する。また、発光層を改善して有機電界発光ディスプレー装置の安定性を向上させて寿命を向上させる。更に、発光層を改善して有機電界発光ディスプレー装置の色純度を高める。発光層の蒸着工程を単純化して工程を安定に維持する。【解決手段】本発明は有機電界発光ディスプレー装置に係り、第１電極７と第２電極１間に少なくとも一つの発光層４′及び電荷輸送層３を含んで発光層４′はホスト材料、第１燐光不純物及び第２燐光不純物を含む少なくとも２以上の不純物を含み、第１燐光不純物及び第２燐光不純物は各々イリジウムまたは白金を含むことを特徴とする有機電界発光ディスプレー装置を提供することにより、既存の有機電界発光表示装置に比べて一定の色座標を維持しながら効率及び寿命特性が優秀なデバイスを製造することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極と第２電極間に少なくとも一つの発光層及び電荷輸送層を含んで前記発光層はホスト材料、第１燐光不純物及び第２燐光不純物を含む少なくとも２以上の不純物を含み、前記第１燐光不純物及び第２燐光不純物は各々イリジウムまたは白金を含むことを特徴とする有機電界発光ディスプレー装置。
【請求項２】
前記第１燐光不純物は、前記第２燐光不純物へのエネルギー伝達のために発光波長が第２燐光不純物の吸収波長と重なることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光ディスプレー装置。
【請求項３】
前記第１燐光不純物の発光波長が第２燐光不純物の発光波長に比べて５０ｎｍ以下の差だけ小さいことを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光ディスプレー装置。
【請求項４】
前記第１燐光不純物及び第２燐光不純物は、相互に混合して一つのるつぼで蒸着されるものであることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光ディスプレー装置。
【請求項５】
前記第１燐光不純物及び第２燐光不純物は、相互に各々発光化合物と共蒸着されるものであることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光ディスプレー装置。
【請求項６】
前記第１燐光不純物は、Ｉｒ（ｐｐｙ）３、ビス（７、８−ベンゾキノリン）アセチルアセトナトイリジウム（ｂｉｓ（７、８−ｂｅｎｚｏｑｕｉｎｏｌｉｎｅ）ａｃｅｔｙｌａｃｅｔｏｎａｔｅ  Ｉｒｉｄｉｕｍ）、ビス（フェニルピリジン）アセチルアセトナトイリジウム（ｂｉｓ（ｐｈｅｎｙｌｐｙｒｉｄｉｎｅ）ａｃｅｔｙｌａｃｅｔｏｎａｔｅ  Ｉｒｉｄｉｕｍ）からなる群から選択される１種以上の物質であることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光ディスプレー装置。
【請求項７】
前記第１燐光不純物は、０．１％から３０％を用いるものであることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光ディスプレー装置。
【請求項８】
前記第２燐光不純物は、ビスチエニルピリジンアセチルアセトナトイリジウム（ｂｉｓｔｈｉｅｎｙｌｐｙｒｉｄｉｎｅ  ａｃｅｔｙｌａｃｅｔｏｎａｔｅ  Ｉｒｉｄｉｕｍ）、ビス（ベンゾチエニルピリジン）アセチルアセトナトイリジウム（ｂｉｓ（ｂｅｎｚｏｔｈｉｅｎｙｌｐｙｒｉｄｉｎｅ）ａｃｅｔｙｌａｃｅｔｏｎａｔｅ  Ｉｒｉｄｉｕｍ）、ビス（２−フェニルベンゾチアゾール）アセチルアセトナトイリジウム（ｂｉｓ（２−ｐｈｅｎｙｌｂｅｎｚｏｔｈｉａｚｏｌｅ）ａｃｅｔｙｌａｃｅｔｏｎａｔｅ  Ｉｒｉｄｉｕｍ）からなる群から選択される１種以上の物質であることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光ディスプレー装置。
【請求項９】
前記第２燐光不純物は、０．１％から２０％を用いるものであることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光ディスプレー装置。
【請求項１０】
前記第１燐光不純物は、前記第２燐光不純物に比べて含有量が高いことを特徴とする請求項７に記載の有機電界発光ディスプレー装置。
【請求項１１】
前記第１燐光不純物は、前記第２燐光不純物に比べて効率が優秀なことを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光ディスプレー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高効率長寿命有機電界発光ディスプレー装置に係り、さらに詳細には既存の発光層を改善して駆動電圧が低く効率が優秀で寿命特性が優秀な有機電界発光ディスプレー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、有機電界発光ディスプレー装置は、陰極線管（ＣＲＴ）や液晶デバイス（ＬＣＤ）に比べて薄形、広い視野角、軽量、小型、速い応答速度、及び低消費電力という長所によって次世代ディスプレー装置として注目を浴びている。
【０００３】
特に、有機電界発光ディスプレー装置は陽極、有機膜層、陰極の単純な構造になっているために簡単な製造工程を通じて容易に製造することができる利点がある。有機膜層は機能によって多層で構成されることができるが、一般的に正孔注入層、正孔伝達層、発光層、電子輸送層、電子注入層で構成されている。
【０００４】
図２は、通常の有機電界発光ディスプレー装置の構造を概略的に示した図面である。
【０００５】
透明電極７である陽極から正孔が注入されて注入された正孔が正孔注入層６と正孔伝達層５を通じて発光層４に伝えられて、陰極１からは電子が注入されて電子注入層２と電子伝達層３を通じて発光層４に伝えられる。伝えられた電子と正孔は発光層において結合して光を放出する。
【０００６】
前記発光層４は、不純物がホストにドーピングされている構造で形成されて電子と正孔がホストを通して不純物に伝えられて発光する。燐光有機電界発光表示素子の場合ＩｒまたはＰｔを含む燐光物質が不純物として用いられる。
【０００７】
有機電界発光表示素子の効率及び寿命を向上させるための方法として発光層のドーピング及びホストを改善する方法がある。米国特許第６，３９２，２５０号では高温での寿命を向上させるために不純物に対するホストとして正孔輸送層と電子輸送層の混合層を用いている。
【０００８】
米国特許第６、２８５、０３９号では輝度を向上させるために正孔輸送層と電子輸送層の混合層をホストとして用いる方法及び両層の発光層を構成した。
【０００９】
デバイスの効率を向上させるための方法として米国特許第６，３１０，３６０号ではホスト及び不純物で構成する発光層に項間交差物質を添加する方法を提案した。不純物としては不純物の吸収スペクトラムが項間交差物質が放出スペクトラムと重なる蛍光物質を用いており、項間交差物質として燐光物質を用いて効率を向上させた。
【００１０】
前記項間交差物質として用いられた燐光物質はｆａｃ−ｔｒｉｓ（２−ｐｈｅｎｙｌｐｙｒｉｄｉｎｅ）Ｉｒｉｄｉｕｍ（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）であり、蛍光不純物であるＤＣＭ２を発光物質として用いて３．３％の外部量子効率を得た。前記発明では燐光物質を項間交差物質として用いてホストから伝えられた一重項（ｓｉｎｇｌｅｔ）または三重項（ｔｒｉｐｌｅｔ）のエネルギーを蛍光不純物に伝達して蛍光不純物の効率を向上させた。
【特許文献１】米国特許第６，３９２，２５０号
【特許文献２】米国特許第６、２８５、０３９号
【特許文献３】米国特許第６，３１０，３６０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、上記の方法は、一重項のエネルギー状態だけを利用する蛍光物質に適用されることによって効率を増大するのに限界があって、三種の物質を同時に共に蒸着しなければならないので、蒸着工程の難易度及び素子の安定性において問題点があるためにより高効率であり安定した素子特性を有するための新しいデバイス構造が要求される。
【００１２】
また、項間交差製剤を用いる技術は、項間交差製剤の発光を完全に消滅できないので項間交差製剤の発光ピークによる発光物質の色純度が低下する問題点がある。
【００１３】
本発明は、上記で説明したような問題点を解決するために案出されたものであって、本発明の目的は、有機電界発光ディスプレー装置を形成する時に発光層を改善して効率が高いデバイス構造を開発することにある。  
本発明の他の目的は、発光層を改善して有機電界発光ディスプレー装置の安定性を向上させて寿命を向上させることにある。  
本発明のまた他の目的は、発光層を改善して有機電界発光ディスプレー装置の色純度を高めることにある。  
本発明のまた他の目的は、発光層の蒸着工程を単純化して工程を安定に維持することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は前記した目的を達成するために、本発明は、第１電極と第２電極間に少なくとも一つの発光層及び電荷輸送層を含んで前記発光層はホスト材料、第１燐光不純物及び第２燐光不純物を含む少なくとも２以上の不純物を含み、前記第１燐光不純物及び第２燐光不純物は各々イリジウムまたは白金を含むことを特徴とする有機電界発光ディスプレー装置を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明におけるイリジウムが含まれた第１燐光不純物及び第２燐光不純物を同時に用いる構造を用いれば既存のそれぞれの不純物の長所を有するデバイスを製作できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態によって製造された有機電界発光ディスプレー装置の構造を概略的に示した図面である。以下、図２と同一の構成要素には同一の符号を用いる。
【００１７】
図１を参照して説明すれば、本発明は基板上に順序的に形成されている第１電極７及び第２電極１と、前記第１電極７と第２電極１間に少なくとも一つの有機膜層である発光層４′を含んでいる。本発明の発光層４′は既存の発光層４を改善して発光層の発光ホスト物質に不純物として少なくとも２以上の不純物を用いる。
【００１８】
本発明において用いられる第１燐光不純物は、第２燐光不純物に比べて発光波長領域が小さい物質を用いてホストから第１燐光不純物にエネルギーが伝えられて、第１燐光不純物はホストから受けたエネルギーを第２燐光不純物に伝達して第２燐光不純物が発光する。
【００１９】
第１燐光不純物及び第２燐光不純物は、イリジウム（Ｉｒ）または白金（Ｐｔ）を含む有機金属物質を用いる。第１燐光不純物は第２燐光不純物に比べて発光波長領域が短いものであり、第２燐光不純物に比べて効率が優秀でなければならない。そうすれば、第１燐光不純物に伝達されたエネルギーが第２燐光不純物に効率的に伝えられて第２不純物の効率は第１不純物の効率を得ることができる。したがって、効率が低い第２不純物の効率を効率が高い第１不純物を用いることによって向上させることができる。前記第１燐光不純物と第２燐光不純物波長の差は５０ｎｍ以下であるものが望ましい。
【００２０】
また、寿命特性が優秀な第１燐光不純物を用いれば第２燐光不純物の寿命を向上させることができる。ホストからのエネルギー伝達が一次的に第１燐光不純物に伝えられるので、発光効率及び発光領域は第１燐光不純物によって決定されるようになる。したがって、第１燐光不純物を調節することによって第２燐光不純物の寿命を向上させることができる。一方、実際、発光は第２燐光不純物から現れるようになるので、色座標は第２燐光不純物により決定されるようになる。
【００２１】
したがって、デバイスから最適な特性を得るためには第１燐光不純物は、効率と寿命が優秀でなければならなく第２燐光不純物は色座標が優秀でなければならない。
【００２２】
第１燐光不純物としてはイリジウム金属または白金を含む燐光有機金属物質を用いて発光波長領域は青色領域から赤色領域であるものが望ましい。第２燐光不純物としてはイリジウム金属及び白金を含む燐光有機金属物質を用いて第１燐光不純物に比べて長波長の波長領域を有して色純度が良くなければならない。
【００２３】
さらに望ましくは第１燐光不純物から第２燐光不純物へのエネルギー伝達が100％にならない場合、第１燐光不純物の発光により第２燐光不純物の色座標が悪くなるために第１燐光不純物と第２燐光不純物は同様の波長領域を有して第１燐光不純物の効率が第２燐光不純物の効率より優秀なものが要求される。
【００２４】
望ましい第１燐光不純物としては Ｉｒ（ｐｐｙ）３、ビス（７、８−ベンゾキノリン）アセチルアセトナトイリジウム（ｂｉｓ（７、８−ｂｅｎｚｏｑｕｉｎｏｌｉｎｅ）ａｃｅｔｙｌａｃｅｔｏｎａｔｅ  Ｉｒｉｄｉｕｍ）、ビス（フェニルピリジン）アセチルアセトナトイリジウム（ｂｉｓ（ｐｈｅｎｙｌｐｙｒｉｄｉｎｅ）ａｃｅｔｙｌａｃｅｔｏｎａｔｅ  Ｉｒｉｄｉｕｍ）等があり、第２燐光不純物としてはビスチエニルピリジンアセチルアセトナトイリジウム（ｂｉｓｔｈｉｅｎｙｌｐｙｒｉｄｉｎｅ  ａｃｅｔｙｌａｃｅｔｏｎａｔｅ  Ｉｒｉｄｉｕｍ）、ビス（ベンゾチエニルピリジン）アセチルアセトナトイリジウム（ｂｉｓ（ｂｅｎｚｏｔｈｉｅｎｙｌｐｙｒｉｄｉｎｅ）ａｃｅｔｙｌａｃｅｔｏｎａｔｅ  Ｉｒｉｄｉｕｍ）、ビス（２−フェニルベンゾチアゾール）アセチルアセトナトイリジウム（ｂｉｓ（２−ｐｈｅｎｙｌｂｅｎｚｏｔｈｉａｚｏｌｅ）ａｃｅｔｙｌａｃｅｔｏｎａｔｅ  Ｉｒｉｄｉｕｍ）などがある。しかし、本発明が上記のイリジウム金属を含む燐光有機金属物質に限定されるのではない。
【００２５】
一方、全体発光層に対して第１燐光不純物は、０．１％から３０％の濃度を用い、第２燐光不純物は０．１％から２０％の濃度で用いる。また、第１燐光不純物を第２燐光不純物よりさらに高い濃度で用いることが望ましい。
【００２６】
本発明は前記第１電極７と前記発光層４′間に正孔注入層６及び／または正孔伝達層５をさらに含むことができ、また、前記第２電極１と前記発光層４′間に電子注入層２及び／または電子輸送層３をさらに含むことができる。
【００２７】
本発明の有機電界発光素子は、前記第１電極７がアノード電極である場合には上記で説明したような構造を備え、前記第１電極７がカソード電極である場合には上記で説明したような構造と逆の構造を備える。
【００２８】
本発明における構造を用いれば既存の一つの燐光不純物をホストにドーピングする構造に比べて色座標を維持しながら効率及び寿命特性が優秀なデバイスを製造することができる。
【００２９】
一方、ホスト、第１燐光不純物及び第２燐光不純物をそれぞれのるつぼで共に蒸着する方法を用いれば３種物質の蒸着速度をすべて精密に調節しなければならない難しさがある。したがって、既存の工程に比べてそれぞれの濃度を調節するのが難しくなる。
【００３０】
これを解決するために本発明においては第１燐光不純物と第２燐光不純物を一定比率に混合して一つのるつぼで蒸着する。そうすれば、第１燐光不純物と第２燐光不純物の比率は常に一定に維持してホストと第１燐光不純物と第２燐光不純物の混合物を蒸着すればよい。したがって、３種類の物質を同時に蒸着する工程に比べて工程が簡単で調節しやすくなる利点がある。
【００３１】
以下、本発明の望ましい実施例を提示する。ただし、下記する実施例は本発明をさらによく理解するためのものであるだけで本発明が下記する実施例に限定されるのではない。
【実施例】
【００３２】
ＩＴＯ透明電極上に有機電界発光表示素子の正孔注入層としてフタロシアニン銅（ｃｏｐｐｅｒ  ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）（ＣｕＰｃ）を１０−６Ｔｏｒｒの真空下で１０nm厚さに蒸着した後、正孔輸送層としてＮ、Ｎ′−ジ（１−ナフチル）−Ｎ、Ｎ′−ジフェニルベンジジン（ＮＰＤ）を１０−６Ｔｏｒｒの真空下で５０ｎｍの厚さに蒸着した。
【００３３】
ＮＰＤ蒸着後、発光層としてカルバゾルビフェニル（ＣＢＰ）にイリジウムトリス（フェニルピリジン）（Ｉｒｉｄｉｕｍ  ｔｒｉｓ（ｐｈｅｎｙｌｐｙｒｉｄｉｎｅ）；Ｉｒｐｐｙ３）を含んで最大発光波長が６０８ｎｍである第１燐光不純物を１２％Ｉｒを含んで最大発光波長が６１６ｎｍである第２燐光不純物を５％の濃度に蒸着して発光層を３０nm厚さに形成した。発光層蒸着後、正孔阻止層としてビフェノキシ−ビ（８−キノリノラト）アルミニウム（ｂｉｐｈｅｎｏｘｙ−ｂｉ（８−ｑｕｉｎｏｌｉｎｏｌａｔｏ）ａｌｕｍｉｎｉｕｍ）（ＢＡｌｑ）を５nm厚さに蒸着した後、電子輸送層としてトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ｔｒｉｓ（８−ｑｕｉｎｏｌｉｎｏｌａｔｏ）ａｌｕｍｉｎｉｕｍ）（Ａｌｑ）を１０−６Ｔｏｒｒの真空下で２０nm厚さに蒸着した。電子輸送層蒸着後、電子注入層としてＬｉＦを1nm厚さに蒸着した。最後に金属電極にＡｌをＬｉＦ電子注入層上に３００nm厚さに蒸着した後に金属缶及び酸化バリウム（ＢａＯ）を利用して封止した。
【００３４】
前記のような工程を利用して製作した有機電界発光表示素子は、６Ｖで輝度８００ｃｄ／ｍ２、効率９．８ｃｄ／Ａ、色座標（０．６４、０．３６）、そして３００ｃｄ／ｍ２で寿命８、０００時間を示した。
【００３５】
比較例１
ＩＴＯ透明電極上に有機電界発光ディスプレー装置の正孔注入層としてフタロシアニン銅（ｃｏｐｐｅｒ  ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）（ＣｕＰｃ）を１０−６Ｔｏｒｒの真空下で１０nm厚さに蒸着した後、正孔輸送層としてＮ、Ｎ′−ジ（１−ナフチル）−Ｎ、Ｎ′−ジフェニルベンジジン（ＮＰＤ）を１０−６Ｔｏｒｒの真空下で５０ｎｍの厚さに蒸着した。ＮＰＤ蒸着後、発光層としてカルバゾルビフェニル（ＣＢＰ）にイリジウム（Ｉｒ）を含んで最大発光波長が６０８ｎｍである第１燐光不純物を１２％の濃度に蒸着して発光層を３０nm厚さに形成した。発光層蒸着後、正孔阻止層としてビフェノキシ−ビ（８−キノリノラト）アルミニウム（ｂｉｐｈｅｎｏｘｙ−ｂｉ（８−ｑｕｉｎｏｌｉｎｏｌａｔｏ）ａｌｕｍｉｎｉｕｍ；ＢＡｌｑ）を５nm蒸着した後に電子輸送層としてトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ｔｒｉｓ（８−ｑｕｉｎｏｌｉｎｏｌａｔｏ）ａｌｕｍｉｎｉｕｍ）（Ａｌｑ）を１０−６Ｔｏｒｒの真空下で２０nm厚さに蒸着した。電子輸送層の蒸着後、電子注入層としてＬｉＦを１ｎｍの厚さに蒸着した。最後に金属電極にＡｌをＬｉＦ電子注入層上に３００nmの厚さに蒸着した後、金属缶及び酸化バリウムを利用して封止した。
【００３６】
前記のような工程を利用して製作した有機電界発光表示素子は、６Ｖで輝度８００ｃｄ／ｍ２、効率９．８ｃｄ／Ａ、色座標（０．６２、０．３８）、そして３００ｃｄ／ｍ２で寿命８、０００時間を示した。
【００３７】
比較例２
ＩＴＯ透明電極上に有機電界発光ディスプレー装置の正孔注入層としてフタロシアニン銅（ｃｏｐｐｅｒ  ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）（ＣｕＰｃ）を１０−６Ｔｏｒｒの真空下で１０nm厚さに蒸着した後、正孔輸送層としてＮ、Ｎ′−ジ（１−ナフチル）−Ｎ、Ｎ′−ジフェニルベンジジン（ＮＰＤ）を１０−６Ｔｏｒｒの真空下で５０ｎｍの厚さに蒸着した。ＮＰＤ蒸着後、発光層としてカルバゾルビフェニル（ＣＢＰ）にイリジウム（Ｉｒ）を含んで最大発光波長が６１６ｎｍである第２燐光不純物を8％濃度に蒸着して発光層を３０nm厚さに形成した。発光層蒸着後、正孔阻止層としてビフェノキシ−ビ（８−キノリノラト）アルミニウム（ｂｉｐｈｅｎｏｘｙ−ｂｉ（８−ｑｕｉｎｏｌｉｎｏｌａｔｏ）ａｌｕｍｉｎｉｕｍ；ＢＡｌｑ）を５nm厚さに蒸着した後、電子輸送層としてトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ｔｒｉｓ（８−ｑｕｉｎｏｌｉｎｏｌａｔｏ）ａｌｕｍｉｎｉｕｍ；Ａｌｑ）を１０−６Ｔｏｒｒの真空下で２０nm厚さに蒸着した。電子輸送層の蒸着後、電子注入層としてＬｉＦを１ｎｍの厚さに蒸着した。最後に金属電極にＡｌをＬｉＦ電子注入層上に３００nmの厚さに蒸着した後、金属缶及び酸化バリウムを利用して封止した。
【００３８】
前記のような工程を利用して製作した有機電界発光表示素子は、６Ｖで輝度８００ｃｄ／ｍ２、効率６．５ｃｄ／Ａ、色座標（０．６５、０．３６）、そして３００ｃｄ／ｍ２で寿命２、０００時間を示した。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施例による有機電界発光ディスプレー装置の構造を概略的に示した図面である。
【図２】通常の有機電界発光ディスプレー装置の構造を概略的に示した図面である。
【符号の説明】
【００４０】
１  第２電極
２  電子注入層
３  電子輸送層
４′  発光層
５  正孔伝達層
６  正孔注入層
７  第１電極
【図１】
2004281386.tif 000003
【図２】
2004281386.tif 000004