(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極、前記第１電極と対向する第２電極、前記第１電極と前記第２電極との間に配置された燐光発光層、前記燐光発光層と前記第２電極との間に配置された電子輸送層、前記燐光発光層と前記電子輸送層との間に配置された電子制御層、及び前記燐光発光層と前記第１電極との間に配置された正孔輸送層を含み、
前記燐光発光層がホスト材料及びドーパント材料を含み、前記ホスト材料が、正孔輸送単位と電子輸送単位とを同時に持つバイポーラ化合物を含み、前記電子制御層が電子制御物質を含み、
前記ホスト材料の最高被占軌道（ＨＯＭＯ）エネルギー準位（ＥＨH）、前記ホスト材料の最低空軌道（ＬＵＭＯ）エネルギー準位（ＥＬH）、前記電子制御物質の最高被占軌道エネルギー準位（ＥＨC）及び前記電子制御物質の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬC）は、｜ＥＨH−ＥＨC｜≦０．３ｅＶ及び｜ＥＬH−ＥＬC｜≦０．５ｅＶの関係を満たし、
前記正孔輸送単位は、フルオレン誘導体が含まれる単位、カルバゾール誘導体が含まれる単位、ジベンゾチオフェン誘導体が含まれる単位、またはジベンゾフラン誘導体が含まれる単位であり、
前記電子輸送単位は、ピリジン誘導体が含まれる単位、ピリミジン誘導体が含まれる単位、またはトリアジン誘導体が含まれる単位であり、
前記電子制御層の厚さは、５０Åないし４５０Åであり、
前記正孔輸送層は、下記の化学式５で表される化合物を含む、有機発光素子。
【化１】
0006355889.tif 000035
［前記式中、
Ｒ50は、置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のナフチル基、置換または非置換のアントリル基、置換または非置換のビフェニル基、及び置換または非置換のピリジル基のうち１種であり、
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Ｃ2−Ｃ30アルケニレン基、置換または非置換のＣ6−Ｃ30アリーレン基、及び置換または非置換のＣ2−Ｃ30ヘテロアリーレン基のうち１種であり、
Ｒ51ないしＲ66は、互いに独立して水素、重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、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Ｃ3−Ｃ30シクロアルキル基、置換または非置換のＣ3−Ｃ30シクロアルケニル基、置換または非置換のＣ6−Ｃ30アリール基、置換または非置換のＣ6−Ｃ30アリールオキシ基、置換または非置換のＣ6−Ｃ30アリールチオ基、置換または非置換のＣ2−Ｃ30ヘテロアリール基及び−Ｎ（Ｑ11）（Ｑ12）で表される置換基のうち１種であり、前記Ｑ１１及びＱ１２は、互いに独立して水素、重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、アミノ基、ニトロ基、カルボキシル基、Ｃ1−Ｃ30アルキル基、Ｃ2−Ｃ30アルケニル基、Ｃ2−Ｃ30アルキニル基、Ｃ1−Ｃ30アルコキシ基、Ｃ1−Ｃ30アルキルチオール基、Ｃ3−Ｃ30シクロアルキル基、Ｃ3−Ｃ30シクロアルケニル基、Ｃ6−Ｃ30アリール基、Ｃ6−Ｃ30アリールオキシ基、Ｃ6−Ｃ30アリールチオ基、及びＣ2−Ｃ30ヘテロアリール基のうち１種であり、
ｋは、０ないし３の整数のうち一つである。］
【請求項２】
前記ホスト材料の最高被占軌道エネルギー準位（ＥＨH）、前記ホスト材料の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬH）、前記電子制御物質の最高被占軌道エネルギー準位（ＥＨC）及び前記電子制御物質の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬC）は、０≦ＥＨH−ＥＨC≦０．３ｅＶ及び０≦ＥＬH−ＥＬC≦０．５ｅＶの関係を満たす請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項３】
前記電子制御物質の最高被占軌道エネルギー準位（ＥＬC）は、−５．２ｅＶないし−６．１ｅＶである請求項１または２に記載の有機発光素子。
【請求項４】
前記電子制御物質の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬC）は、−２．５ｅＶないし−３．２ｅＶである請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項５】
第１電極、前記第１電極と対向する第２電極、前記第１電極と前記第２電極との間に配置された燐光発光層、前記燐光発光層と前記第２電極との間に配置された電子輸送層、前記燐光発光層と前記電子輸送層との間に配置された電子制御層、前記燐光発光層と前記第１電極との間に配置された電子阻止層、及び前記燐光発光層と前記第１電極との間に配置された正孔輸送層を含み、
前記燐光発光層はホスト材料及びドーパント材料を含み、前記電子制御層は電子制御物質を含み、前記電子阻止層は電子阻止物質を含み、
前記ホスト材料の最高被占軌道エネルギー準位（ＥＨH）、前記ホスト材料の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬH）、前記電子制御物質の最高被占軌道エネルギー準位（ＥＨC）、前記電子制御物質の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬC）及び前記電子阻止物質の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬB）は、｜ＥＨH−ＥＨC｜≦０．３ｅＶ、｜ＥＬH−ＥＬC｜≦０．５ｅＶ、及びＥＬB＞ＥＬHの関係を満たし、
前記正孔輸送単位は、フルオレン誘導体が含まれる単位、カルバゾール誘導体が含まれる単位、ジベンゾチオフェン誘導体が含まれる単位、またはジベンゾフラン誘導体が含まれる単位であり、
前記電子輸送単位は、ピリジン誘導体が含まれる単位、ピリミジン誘導体が含まれる単位、またはトリアジン誘導体が含まれる単位であり、
前記電子制御層の厚さは、５０Åないし４５０Åであり、
前記正孔輸送層は、下記の化学式５で表される化合物を含む、有機発光素子。
【化２】
0006355889.tif 000036
［前記式中、
Ｒ50は、置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のナフチル基、置換または非置換のアントリル基、置換または非置換のビフェニル基、及び置換または非置換のピリジル基のうち１種であり、
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Ｃ2−Ｃ30アルケニレン基、置換または非置換のＣ6−Ｃ30アリーレン基、及び置換または非置換のＣ2−Ｃ30ヘテロアリーレン基のうち１種であり、
Ｒ51ないしＲ66は、互いに独立して水素、重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、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Ｃ3−Ｃ30シクロアルキル基、置換または非置換のＣ3−Ｃ30シクロアルケニル基、置換または非置換のＣ6−Ｃ30アリール基、置換または非置換のＣ6−Ｃ30アリールオキシ基、置換または非置換のＣ6−Ｃ30アリールチオ基、置換または非置換のＣ2−Ｃ30ヘテロアリール基及び−Ｎ（Ｑ11）（Ｑ12）で表される置換基のうち１種であり、前記Ｑ１１及びＱ１２は、互いに独立して水素、重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、アミノ基、ニトロ基、カルボキシル基、Ｃ1−Ｃ30アルキル基、Ｃ2−Ｃ30アルケニル基、Ｃ2−Ｃ30アルキニル基、Ｃ1−Ｃ30アルコキシ基、Ｃ1−Ｃ30アルキルチオール基、Ｃ3−Ｃ30シクロアルキル基、Ｃ3−Ｃ30シクロアルケニル基、Ｃ6−Ｃ30アリール基、Ｃ6−Ｃ30アリールオキシ基、Ｃ6−Ｃ30アリールチオ基、及びＣ2−Ｃ30ヘテロアリール基のうち１種であり、
ｋは、０ないし３の整数のうち一つである。］
【請求項６】
前記電子阻止物質は、トリフェニルアミン誘導体、カルバゾール誘導体及びスピロジフルオレン誘導体のうち少なくとも１種を含む請求項５に記載の有機発光素子。
【請求項７】
前記ホスト材料の最高被占軌道エネルギー準位（ＥＨH）、前記ホスト材料の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬH）、前記電子制御物質の最高被占軌道エネルギー準位（ＥＨC）及び前記電子制御物質の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬC）は、０≦ＥＨH−ＥＨC≦０．３ｅＶ及び０≦ＥＬH−ＥＬC≦０．５ｅＶの関係を満たす請求項５または６に記載の有機発光素子。
【請求項８】
前記電子制御物質の最高被占軌道エネルギー準位（ＥＨC）は、−５．２ｅＶないし−６．１ｅＶである請求項５〜７のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項９】
前記電子制御物質の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬC）は、−２．５ｅＶないし−３．２ｅＶである請求項５〜８のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項１０】
前記電子制御物質は、下記の化学式１：
【化３】
0006355889.tif 000037
［前記式中、
Ｒ1ないしＲ7は、互いに独立して水素、重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、カルボキシル基、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Ｃ3−Ｃ30シクロアルキル基、置換または非置換のＣ3−Ｃ30シクロアルケニル基、及び置換または非置換のＣ6−Ｃ30アリール基のうち１種であり、
Ａｒ1、Ａｒ2及びＡｒ3は、互いに独立して置換または非置換のＣ6−Ｃ30アリール基、置換または非置換のＣ6−Ｃ30アリールオキシ基、置換または非置換のＣ6−Ｃ30アリールチオ基、置換または非置換のＣ2−Ｃ30ヘテロアリール基、及び−Ｎ（Ｑ1）（Ｑ2）で表される基からなる群から選択される基であり、但し、前記Ａｒ1、Ａｒ2及びＡｒ3のうち少なくとも一つは、置換または非置換のＣ2−Ｃ30ヘテロアリール基であり、
前記Ｑ1及びＱ2は、互いに独立して水素、重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、アミノ基、ニトロ基、カルボキシル基、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Ｃ3−Ｃ30シクロアルキル基、置換または非置換のＣ3−Ｃ30シクロアルケニル基、置換または非置換のＣ6−Ｃ30アリール基、置換または非置換のＣ6−Ｃ30アリールオキシ基、置換または非置換のＣ6−Ｃ30アリールチオ基、及び置換または非置換のＣ2−Ｃ30ヘテロアリール基のうち１種であり、
Ｌ1、Ｌ2及びＬ3は、互いに独立して置換または非置換のＣ6−Ｃ30アリーレン基及び置換または非置換のＣ2−Ｃ30ヘテロアリーレン基のうち１種であり、
ａ、ｂ及びｃは、互いに独立して０ないし３の整数のうち一つである。］で表される化合物を含む請求項１〜９のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項１１】
前記電子制御物質は、下記の化学式２及び３：
【化４】
0006355889.tif 000038
【化５】
0006355889.tif 000039
［前記式中、
Ｒ1ないしＲ12及びＲ21ないしＲ28は、互いに独立して水素、重水素、置換または非置換のメチル基、置換または非置換のエチル基、置換または非置換のプロピル基、置換または非置換のブチル基、置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のビフェニル基、置換または非置換のナフチル基、置換または非置換のアントリル基、置換または非置換のフェナントレニル基、置換または非置換のピレニル基のうち１種であり、
Ａｒ1、Ａｒ2及びＡｒ3は、互いに独立して置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のペンタレニル基、置換または非置換のインデニル基、置換または非置換のナフチル基、置換または非置換のアズレニル基、置換または非置換のヘプタレニル基、置換または非置換のインダセニル基、置換または非置換のアセナフチル基、置換または非置換のフルオレニル基、置換または非置換のスピロフルオレニル基、置換または非置換のフェナレニル基、置換または非置換のフェナントレニル基、置換または非置換のアントリル基、置換または非置換のフルオランテニル基、置換または非置換のトリフェニレニル基、置換または非置換のピレニル基、置換または非置換のクリセニル基、置換または非置換のナフタセニル基、置換または非置換のピセニル基、置換または非置換のペリレニル基、置換または非置換のペンタフェニル基、置換または非置換のヘキサセニル基、置換または非置換のピロリル基、置換または非置換のイミダゾリル基、置換または非置換のピラゾリル基、置換または非置換のピリジニル基、置換または非置換のビピリジニル基、置換または非置換のピラジニル基、置換または非置換のピリミジニル基、置換または非置換のピリダジニル基、置換または非置換のイソインドリル基、置換または非置換のインドリル基、置換または非置換のインダゾリル基、置換または非置換のプリニル基、置換または非置換のキノリニル基、置換または非置換のベンゾキノリニル基、置換または非置換のフタラジニル基、置換または非置換のナフチリジニル基、置換または非置換のキノキサリニル基、置換または非置換のキナゾリニル基、置換または非置換のシンノリニル基、置換または非置換のカルバゾリル基、置換または非置換のフェナントリジニル基、置換または非置換のアクリジニル基、置換または非置換のフェナントロリニル基、置換または非置換のフェナジニル基、置換または非置換のベンゾオキサゾリル基、置換または非置換のベンゾイミダゾリル基、置換または非置換のフラニル基、置換または非置換のベンゾフラニル基、置換または非置換のチオフェニル基、置換または非置換のベンゾチオフェニル基、置換または非置換のチアゾリル基、置換または非置換のイソチアゾリル基、置換または非置換のベンゾチアゾリル基、置換または非置換のイソオキサゾリル基、置換または非置換のオキサゾリル基、置換または非置換のトリアゾリル基、置換または非置換のテトラゾリル基、置換または非置換のオキサジアゾリル基、置換または非置換のトリアジニル基、置換または非置換のベンゾオキサゾリル基、置換または非置換のジベンゾプラニル基、置換または非置換のジベンゾチオフェニル基、及び置換または非置換のベンゾカルバゾリル基のうち１種であり、
Ｌ1、Ｌ2及びＬ3は、互いに独立して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、置換または非置換のインデニレン基、置換または非置換のナフチレン基、置換または非置換のアズレニレン基、置換または非置換のヘプタレニレン基、置換または非置換のインダセニレン基、置換または非置換のアセナフチレン基、置換または非置換のフルオレニレン基、置換または非置換のフェナレニレン基、置換または非置換のフェナントレニレン基、置換または非置換のアントリレン基、置換または非置換のフルオランテニレン基、置換または非置換のトリフェニレニレン基、置換または非置換のピレニレン基、置換または非置換のクリセニレン基、置換または非置換のナフタセニレン基、置換または非置換のピセニレン基、置換または非置換のペリレニレン基、置換または非置換のペンタフェニレン基、置換または非置換のヘキサセニレン基、置換または非置換のピロリレン基、置換または非置換のピラゾリレン基、置換または非置換のイミダゾリレン基、置換または非置換のイミダゾリニレン基、置換または非置換のイミダゾピリジニレン基、置換または非置換のイミダゾピリミジニレン基、置換または非置換のピリジニレン基、置換または非置換のピラジニレン基、置換または非置換のピリミジニレン基、置換または非置換のインドリレン基、置換または非置換のプリニレン基、置換または非置換のキノリニレン基、置換または非置換のフタラジニレン基、置換または非置換のインドリジニレン基、置換または非置換のナフチリジニレン基、置換または非置換のキナゾリニレン基、置換または非置換のシノリニレン基、置換または非置換のインダゾリレン基、置換または非置換のカバゾリレン基、置換または非置換のフェナジニレン基、置換または非置換のフェナントリジニレン基、置換または非置換のピラニレン基、置換または非置換のクロメニレン基、置換または非置換のフラニレン基、置換または非置換のベンゾフラニレン基、置換または非置換のチオフェニレン基、置換または非置換のベンゾチオフェニレン基、置換または非置換のイソチアゾリレン基、置換または非置換のベンゾイミダゾリレン基、置換または非置換のイソキサゾリレン基、置換または非置換のジベンゾチオフェニレン基、置換または非置換のジベンゾプラニレン基、置換または非置換のトリアジニレン基、及び置換または非置換のオキサジアゾリレン基のうち１種であり、
ａ、ｂ及びｃは、互いに独立して０ないし１の整数のうち一つである］で表される化合物のうち少なくとも１種を含む請求項１０に記載の有機発光素子。
【請求項１２】
前記ホスト材料は、正孔輸送単位と電子輸送単位とを同時に持つバイポーラ化合物を含む請求項１〜１１のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項１３】
前記ホスト材料は、正孔輸送単位と電子輸送単位とを同時に持つバイポーラ化合物及び少なくとも正孔輸送単位を持つ化合物の混合物を含む請求項１〜１２のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項１４】
前記電子輸送層は、下記の化学式４：
【化６】
0006355889.tif 000040
［前記式中、
Ｒ31ないしＲ42は、互いに独立して水素、重水素、置換または非置換のメチル基、置換または非置換のエチル基、置換または非置換のプロピル基、置換または非置換のブチル基、置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のビフェニル基、置換または非置換のナフチル基、置換または非置換のアントリル基、置換または非置換のフェナントレニル基、置換または非置換のピレニル基のうち１種であり、
Ａｒ11及びＡｒ12は、互いに独立して置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のペンタレニル基、置換または非置換のインデニル基、置換または非置換のナフチル基、置換または非置換のアズレニル基、置換または非置換のヘプタレニル基、置換または非置換のインダセニル基、置換または非置換のアセナフチル基、置換または非置換のフルオレニル基、置換または非置換のスピロフルオレニル基、置換または非置換のフェナレニル基、置換または非置換のフェナントレニル基、置換または非置換のアントリル基、置換または非置換のフルオランテニル基、置換または非置換のトリフェニレニル基、置換または非置換のピレニル基、置換または非置換のクリセニル基、置換または非置換のナフタセニル基。置換または非置換のピセニル基、置換または非置換のペリレニル基、置換または非置換のペンタフェニル基、置換または非置換のヘキサセニル基、置換または非置換のピロリル基、置換または非置換のイミダゾリル基、置換または非置換のピラゾリル基、置換または非置換のピリジニル基、置換または非置換のビピリジニル基、置換または非置換のピラジニル基、置換または非置換のピリミジニル基、置換または非置換のピリダジニル基、置換または非置換のイソインドリル基、置換または非置換のインドリル基、置換または非置換のインダゾリル基、置換または非置換のプリニル基、置換または非置換のキノリニル基、置換または非置換のベンゾキノリニル基、置換または非置換のフタラジニル基、置換または非置換のナフチリジニル基、置換または非置換のキノキサリニル基、置換または非置換のキナゾリニル基、置換または非置換のシンノリニル基、置換または非置換のカルバゾリル基、置換または非置換のフェナントリジニル基、置換または非置換のアクリジニル基、置換または非置換のフェナントロリニル基、置換または非置換のフェナジニル基、置換または非置換のベンゾオキサゾリル基、置換または非置換のベンゾイミダゾリル基、置換または非置換のフラニル基、置換または非置換のベンゾフラニル基、置換または非置換のチオフェニル基、置換または非置換のベンゾチオフェニル基、置換または非置換のチアゾリル基、置換または非置換のイソチアゾリル基、置換または非置換のベンゾチアゾリル基、置換または非置換のイソオキサゾリル基、置換または非置換のオキサゾリル基、置換または非置換のトリアゾリル基、置換または非置換のテトラゾリル基、置換または非置換のオキサジアゾリル基、置換または非置換のトリアジニル基、置換または非置換のベンゾオキサゾリル基、置換または非置換のジベンゾプラニル基、置換または非置換のジベンゾチオフェニル基、及び置換または非置換のベンゾカルバゾリル基のうち１種であり、
Ｌ11、Ｌ12及びＬ13は、互いに独立して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、置換または非置換のインデニレン基、置換または非置換のナフチレン基、置換または非置換のアズレニレン基、置換または非置換のヘプタレニレン基、置換または非置換のインダセニレン基、置換または非置換のアセナフチレン基、置換または非置換のフルオレニレン基、置換または非置換のフェナレニレン基、置換または非置換のフェナントレニレン基、置換または非置換のアントリレン基、置換または非置換のフルオランテニレン基、置換または非置換のトリフェニレニレン基、置換または非置換のピレニレン基、置換または非置換のクリセニレン基、置換または非置換のナフタセニレン基、置換または非置換のピセニレン基、置換または非置換のペリレニレン基、置換または非置換のペンタフェニレン基、置換または非置換のヘキサセニレン基、置換または非置換のピロリレン基、置換または非置換のピラゾリレン基、置換または非置換のイミダゾリレン基、置換または非置換のイミダゾリニレン基、置換または非置換のイミダゾピリジニレン基、置換または非置換のイミダゾピリミジニレン基、置換または非置換のピリジニレン基、置換または非置換のピラジニレン基、置換または非置換のピリミジニレン基、置換または非置換のインドリレン基、置換または非置換のプリニレン基、置換または非置換のキノリニレン基、置換または非置換のフタラジニレン基、置換または非置換のインドリジニレン基、置換または非置換のナフチリジニレン基、置換または非置換のキナゾリニレン基、置換または非置換のシノリニレン基、置換または非置換のインダゾリレン基、置換または非置換のカバゾリレン基、置換または非置換のフェナジニレン基、置換または非置換のフェナントリジニレン基、置換または非置換のピラニレン基、置換または非置換のクロメニレン基、置換または非置換のフラニレン基、置換または非置換のベンゾフラニレン基、置換または非置換のチオフェニレン基、置換または非置換のベンゾチオフェニレン基、置換または非置換のイソチアゾリレン基、置換または非置換のベンゾイミダゾリレン基、置換または非置換のイソキサゾリレン基、置換または非置換のジベンゾチオフェニレン基、置換または非置換のジベンゾプラニレン基、置換または非置換のトリアジニレン基、及び置換または非置換のオキサジアゾリレン基のうち１種であり、
ｐ、ｑ及びｒは、互いに独立して０ないし１の整数のうち一つである］で表される化合物を含む請求項１〜１３のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項１５】
前記電子輸送層は、リチウムキノレート（ＬｉＱ）または下記の化合物１０１の金属錯体をさらに含む請求項１４に記載の有機発光素子。
【化７】
0006355889.tif 000041
【請求項１６】
前記電子輸送層は、１、４、５、８、９、１２−ヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリル、テトラシアノ−キノジメタン、アントラキノン、ペリレンビスイミド及びテトラシアノアントラキノジメタンから選択された少なくとも１種をさらに含む請求項１４または１５に記載の有機発光素子。
【請求項１７】
前記電子輸送層は、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ及びＲａから選択された少なくとも１種の金属単体、金属カーボネート、金属アセテート、金属ベンゾエ−ト、金属アセトアセテート、金属アセチルアセトネート、金属ステアレートから選択された少なくとも１種をさらに含む請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項１８】
前記正孔輸送層と前記第１電極との間に配置された正孔注入層をさらに含み、前記正孔注入層は、下記の化学式６：
【化８】
0006355889.tif 000042
［前記式中、
Ａｒ41及びＡｒ42は、互いに独立して置換または非置換のＣ6−Ｃ30アリーレン基、及び置換または非置換のＣ2−Ｃ30ヘテロアリーレン基のうち１種であり、
Ｒ71及びＲ72は、互いに独立して水素、重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボキシル基やその塩、スルホン酸基やその塩、燐酸やその塩、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Ｃ3−Ｃ30シクロアルキル基、置換または非置換のＣ6−Ｃ30アリール基、置換または非置換のＣ6−Ｃ30アリールオキシ基、及び置換または非置換のＣ6−Ｃ30アリールチオ基のうち１種である］で表される化合物を含む請求項１又は５に記載の有機発光素子。
【請求項１９】
ソース、ドレイン、ゲート及び活性層を含むトランジスタ及び請求項１〜１８のいずれか１項に記載の有機発光素子を備え、
前記有機発光素子の第１電極は、前記ソース及びドレインのうち一つと電気的に連結された有機発光表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改善された効率特性を持つ有機発光素子に係り、より詳細には、輝度による発光効率特性が改善された有機発光素子に関する。また、本発明はブラック状態で発光効率特性が改善された有機発光素子を備えた有機発光表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子は、自発光型素子であり、視野角が広くてコントラストに優れるだけではなく、応答時間が速く、輝度、駆動電圧及び応答速度特性に優れ、多色化が可能であるという長所があって広く注目されている。
【０００３】
一般的な有機発光素子は、基板の上部にアノードが形成されており、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持つ。ここで正孔輸送層、発光層及び電子輸送層は、主に有機化合物からなる。アノード及びカソードの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。キャリア（正孔及び電子）は、発光層領域で再結合して励起子を生成し、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。
【０００４】
有機発光素子の発光効率を定める最も重要な要因は、発光材料である。発光材料としては、蛍光材料が広く使われてきたが、電気発光メカニズム上、理論的に４倍まで発光効率を改善させうる燐光材料が発光効率を向上させる最善の方法である。
【０００５】
燐光材料を使った有機発光素子は、低輝度領域で蛍光材料を使った有機発光素子に比べて非常に高い効率を示す。特に、燐光材料を使った有機発光素子は、低い電流が流れる領域でも発光効率が高いため、有機発光表示装置がブラック状態を示さねばならない時にも漏れ電流による発光がなされ、緑色または赤色が弱く発光する現象が示される。これを改善するために、正孔輸送層と発光層との間に正孔輸送を遅くする層を取り込むか、または電子注入層に純粋な金属を適用するなどの方法を使っていた。
【０００６】
しかし、これらの方法によっても、燐光材料を使った有機発光素子の低輝度状態効率特性は決して満足すべきレベルにならず、これを改善する余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】韓国登録特許１０−０８７９４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明は、燐光材料を含む有機発光素子として、高輝度領域で発光効率が高く、低輝度領域では発光効率が低い有機発光素子を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明は、また前記有機発光素子を備え、ゆえにブラック状態で赤色及び緑色発光が抑えられた有機発光表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施形態によると、第１電極、前記第１電極と対向する第２電極、前記第１電極と前記第２電極との間に配置された燐光発光層、前記燐光発光層と前記第２電極との間に配置された電子輸送層、及び前記燐光発光層と前記電子輸送層との間に配置された電子制御層を含み；前記燐光発光層がホスト材料及びドーパント材料を含み、前記電子制御層が電子制御物質を含み；前記ホスト材料の最高被占軌道（ＨＯＭＯ）エネルギー準位（ＥＨＨ）、前記ホスト材料の最低空軌道（ＬＵＭＯ）エネルギー準位（ＥＬＨ）、前記電子制御物質の最高被占軌道エネルギー準位（ＥＨＣ）及び前記電子制御物質の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬＣ）は、｜ＥＨＨ−ＥＨＣ｜≦０．３ｅＶ及び｜ＥＬＨ−ＥＬＣ｜≦０．５ｅＶの関係を満たし；前記電子制御層の厚さは、５０Åないし４５０Åである有機発光素子が提供される。
【００１１】
他の実施形態によると、第１電極、前記第１電極と対向する第２電極、前記第１電極と前記第２電極との間に配置された燐光発光層、前記燐光発光層と前記第２電極との間に配置された電子輸送層、前記燐光発光層と前記電子輸送層との間に配置された電子制御層、及び前記燐光発光層と前記第１電極との間に配置された電子阻止層を含み、前記燐光発光層はホスト材料及びドーパント材料を含み、前記電子制御層は電子制御物質を含み、前記電子阻止層は電子阻止物質を含み；前記ホスト材料の最高被占軌道エネルギー準位（ＥＨＨ）、前記ホスト材料の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬＨ）、前記電子制御物質の最高被占軌道エネルギー準位（ＥＨＣ）、前記電子制御物質の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬＣ）及び前記電子阻止物質の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬＢ）は、｜ＥＨＨ−ＥＨＣ｜≦０．３ｅＶ、｜ＥＬＨ−ＥＬＣ｜≦０．５ｅＶ、及びＥＬＢ＞ＥＬＨの関係を満たし；前記電子制御層の厚さは、５０Åないし４５０Åである有機発光素子が提供される。
【００１２】
また他の一実施形態によると、ソース、ドレイン、ゲート及び活性層を含むトランジスタ及び前記有機発光素子を備え、前記有機発光素子の第１電極が前記ソース及びドレインのうち一つと電気的に連結された有機発光表示装置が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の一実施形態による有機発光素子は、電子制御層を備え、発光層に注入される電子フローの制御で、高輝度領域では高い発光効率を持ち、低輝度領域では低い発光効率を持つことにより、輝度による発光効率特性が改善される。
【００１４】
本発明の他の一実施形態による有機発光素子は、電子制御層及び電子阻止層を備え、発光層に注入される電子フローの制御で、高輝度領域で高い発光効率を持ち、低輝度領域では低い発光効率を持つことによって輝度による発光効率特性が改善される。
【００１５】
本発明のまた他の一実施形態による有機発光表示装置は、前記有機発光素子を備え、ブラック状態で赤色及び緑色発光が抑えられて輝度による発光効率特性が改善される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態による有機発光素子１００の概略的な断面図である。
【図２】他の一実施形態による有機発光素子２００の概略的な断面図である。
【図３】一実施形態による、基板／第１電極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子制御層／電子輸送層／電子注入層／第２電極の構造を持つ有機発光素子の概略的な断面図である。
【図４】他の一実施形態による、基板／第１電極／正孔注入層／正孔輸送層／電子阻止層／発光層／電子制御層／電子輸送層／電子注入層／第２電極の構造を持つ有機発光素子の概略的な断面図である。
【図５】図３に示した有機発光素子の各層のＨＯＭＯ及びＬＵＭＯエネルギー準位を概略的に示す図面である。
【図６】図４に示した有機発光素子の各層のＨＯＭＯ及びＬＵＭＯエネルギー準位を概略的に示す図面である。
【図７】実施例１ないし６及び比較例１ないし４による有機発光素子の輝度による効率を示すグラフである。
【図８】実施例１ないし６及び比較例１ないし４による有機発光素子の輝度による効率を示す規格化されたグラフである。
【図９】実施例７ないし１０及び比較例５ないし７による有機発光素子の輝度による効率を示すグラフである。
【図１０】実施例７ないし１０及び比較例５ないし７による有機発光素子の輝度による効率を示す規格化されたグラフである。
【図１１】実施例１１ないし１４及び比較例８ないし１０による有機発光素子の輝度による効率を示すグラフである。
【図１２】実施例１１ないし１４及び比較例８ないし１０による有機発光素子の輝度による効率を示す規格化されたグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付した図面を参照しながら本発明についてさらに詳細に説明する。
【００１８】
図１は、一実施形態による有機発光素子の概略的な断面図である。
【００１９】
図１を参照すれば、一実施形態による有機発光素子１００は、基板１１０、前記基板１１０上に形成された第１電極１３０、前記第１電極１３０と対向する第２電極１９０、前記第１電極１３０と前記第２電極１９０との間に配置された有機層１５０を備える。
【００２０】
有機層１５０は、正孔及び電子が再結合して生成された励起子が励起状態から基底状態に変わりつつ発光する発光層１６０、発光層１６０と第２電極１９０との間に配置された電子輸送層１７３、及び発光層１６０と前記電子輸送層１７３との間に配置された電子制御層１７１を備える。
【００２１】
発光層１６０は、燐光性ホスト材料及びドーパント材料を含む燐光発光層である。電子制御層１７３は、電子制御物質を含む。
【００２２】
燐光性ホスト材料及びドーパント材料は、三重項励起状態から熱ではなく光が出る発光メカニズムを行うので、燐光性ホスト材料及びドーパント材料を発光層に使った有機発光素子は、一重項励起状態から発光する蛍光性材料を使う場合に比べて、理論的に４倍まで発光効率が改善する。
【００２３】
ホスト材料の最高被占軌道エネルギー準位（ＥＨＨ）、ホスト材料の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬＨ）、電子制御物質の最高被占軌道エネルギー準位（ＥＨＣ）及び電子制御物質の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬＣ）は、下記の２つの関係をいずれも満たす。
【００２４】
｜ＥＨＨ−ＥＨＣ｜≦０．３ｅＶ及び
｜ＥＬＨ−ＥＬＣ｜≦０．５ｅＶ
電子制御物質の最高被占軌道エネルギー準位（ＥＨＣ）は、ホスト材料の最高被占軌道エネルギー準位（ＥＨＨ）と類似した値を持つ。両者の差の絶対値は、０．３ｅＶ以下である。
【００２５】
電子制御物質の最高被占軌道エネルギー準位（ＥＨＣ）と、ホスト材料の最高被占軌道エネルギー準位（ＥＨＨ）との差の絶対値が０．３ｅＶ以下である場合、低輝度領域での発光層から電子制御層への正孔阻止メカニズムが抑えられる。
【００２６】
電子制御物質の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬＣ）と、ホスト材料の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬＨ）との差は０．５ｅＶ以下である。
【００２７】
電子制御物質の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬＣ）が、ホスト材料の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬＨ）と前記関係を満たす場合、電子輸送能が適当であり、駆動電圧は過度に上昇しない。
【００２８】
電子制御物質を含む電子制御層１７１の厚さは、５０Åないし４５０Åである。
【００２９】
電子制御層１７１は、発光層１６０への電子注入を制御する役割を行う。電子制御層１７１の厚さが５０Å以上ならば、低輝度で発光効率低下効果が適度に発生し、その厚さが４５０Å以下ならば、駆動電圧の過度な上昇が抑えられる。
【００３０】
このような構造を持つ有機発光素子１００は、燐光発光層１６０を有するため、発光効率が大きく向上し、高輝度領域で正孔と電子の注入及び輸送がスムーズであるため、高い発光効率を持つ。しかし、前記有機発光素子１００は、電子制御層１７１の存在によって低輝度領域では正孔阻止メカニズムが抑えられ、電子輸送層１７３から発光層１６０側への電子の注入及び輸送が遅くなる。その結果、低輝度領域で発光層１６０内の励起子を形成するための電子と正孔との均衡が割れ、素子の発光効率が低下する。
【００３１】
ホスト材料の最高被占軌道エネルギー準位（ＥＨＨ）、ホスト材料の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬＨ）、電子制御物質の最高被占軌道エネルギー準位（ＥＨＣ）及び電子制御物質の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬＣ）は、下記の関係式をいずれも満たす。
【００３２】
０≦ＥＨＨ−ＥＨＣ≦０．３ｅＶ及び
０≦ＥＬＨ−ＥＬＣ≦０．５ｅＶ
電子制御物質の最高被占軌道エネルギー準位（ＥＨＣ）は、ホスト材料の最高被占軌道エネルギー準位（ＥＨＨ）より低く、その差は０．３ｅＶ以下である。
【００３３】
電子制御物質の最高被占軌道エネルギー準位（ＥＨＣ）がホスト材料の最高被占軌道エネルギー準位（ＥＨＨ）より低いため、高輝度での正孔阻止メカニズムによって発光効率は上昇しうる。しかし、その差が０．３ｅＶ以下であるため、低輝度では正孔阻止メカニズムが抑えられて発光効率が低下する。
【００３４】
また、電子制御物質の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬＣ）がホスト材料の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬＨ）より低くてスムーズな電子輸送が行われ、但し、その差が０．５ｅＶ以下であるため、過度な駆動電圧の上昇が抑えられる。
【００３５】
電子制御物質の電子移動度は、正孔移動度より大きいか、または同等であってもよい。このようにすることで、電子制御物質を含む電子制御層１７１で電子フローは遅くなり得る。すなわち、電子輸送層１７３で速く移動する電子フローは、電子制御物質を含む電子制御層１７１を通過する間に適度に遅くなり、低輝度領域で素子の発光効率が低下し得る。
【００３６】
電子制御物質の最高被占軌道エネルギー準位（ＥＨＣ）は、例えば、−５．２ｅＶないし−６．１ｅＶの範囲であってもよく、最低空軌道エネルギー準位（ＥＬＣ）は、例えば、−２．５ｅＶないし−３．２ｅＶの範囲であってもよい。
【００３７】
電子制御物質の最高被占軌道エネルギー準位（ＥＨＣ）及び最低空軌道エネルギー準位（ＥＬＣ）が前記範囲を満たす場合、高輝度での正孔阻止メカニズムによって発光効率が上昇し、低輝度では正孔阻止メカニズムが抑えられて発光効率が低下し得る。
【００３８】
電子制御物質の含量は、電子制御層１７１の総重量に対して３０重量％ないし１００重量％であってもよい。
【００３９】
電子制御層１７１は、電子制御物質のみからなるが、電子制御物質以外の他の物質を含んでもよい。しかし、電子制御物質による輝度による発光効率特性改善効果を有するためには、電子制御物質の含量は十分でなければならず、電子制御層１７１の総重量に対して３０重量％以上でありうる。
【００４０】
電子輸送層１７３と電子制御層１７１との厚さ比は、５：１ないし５：１０でありうる。
【００４１】
電子輸送層１７３と電子制御層１７１との厚さ比は、電子輸送層１７３に含まれた電子輸送層形成用物質と電子制御層１７１に含まれた電子制御物質との重量比などに関係するだけではなく、電子制御物質の影響をいかほど受けるかにも関係する。電子制御層１７１の厚さが電子輸送層１７３の厚さに比べて前記関係を満たす場合、電子制御物質による輝度による発光効率制御効果が好適に奏される。
【００４２】
図２は、他の一実施形態による有機発光素子の概略的な断面図である。
【００４３】
図２を参照すれば、一実施形態による有機発光素子２００は、基板２１０、前記基板２１０上に形成された第１電極２３０、前記第１電極２３０と対向する第２電極２９０、前記第１電極２３０と前記第２電極２９０との間に配置された有機層２５０を備える。
【００４４】
有機層２５０は、正孔と電子が再結合して励起子を生成し、それによって励起子が励起状態から基底状態に変化する間に光を発する発光層２６０、発光層２６０と第２電極２９０との間に配置された電子輸送層２７３、発光層２６０と電子輸送層２７３との間に配置された電子制御層２７１、及び発光層２６０と第１電極２３０との間に配置された電子阻止層２８１を含む。
【００４５】
発光層２６０は、燐光性ホスト材料及びドーパント材料を含み、電子制御層２７１は、電子制御物質を含み、電子阻止層２８１は、電子阻止物質を含む。
【００４６】
ホスト材料の最高被占軌道エネルギー準位（ＥＨＨ）、ホスト材料の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬＨ）、電子制御物質の最高被占軌道エネルギー準位（ＥＨＣ）、電子制御物質の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬＣ）及び電子阻止物質の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬＢ）は、下記の３つの関係をいずれも満たす。
【００４７】
｜ＥＨＨ−ＥＨＣ｜≦０．３ｅＶ
｜ＥＬＨ−ＥＬＣ｜≦０．５ｅＶ及び
ＥＬＢ＞ＥＬＨ
電子制御物質の最高被占軌道エネルギー準位（ＥＨＣ）は、ホスト材料の最高被占軌道エネルギー準位（ＥＨＨ）と類似した値を持ち、両者の差の絶対値は、０．３ｅＶ以下である。
【００４８】
両者の差の絶対値が０．３ｅＶ以下である場合、低輝度領域で発光層から電子制御層への正孔阻止メカニズムが抑えられうる。
【００４９】
電子制御物質の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬＣ）と、ホスト材料の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬＨ）との差は０．５ｅＶ以下である。
【００５０】
電子制御物質の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬＣ）が、ホスト材料の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬＨ）と前記関係を満たす場合、電子輸送能が適当でありえ、駆動電圧は過度に上昇しないかもしれない。
【００５１】
電子阻止物質の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬＢ）は、ホスト材料の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬＨ）より高い。
【００５２】
電子阻止物質の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬＢ）がホスト材料の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬＨ）より高い場合、発光層２６０から第１電極２３０側へ流れる電子の移動が阻止され得る。
【００５３】
電子制御物質を含む電子制御層２７１の厚さは、５０Åないし４５０Åである。
【００５４】
電子制御層２７１の厚さが５０Å以上ならば、低輝度で発光効率低下効果が適度に発生し、その厚さが４５０Å以下ならば、駆動電圧の過度な上昇が抑えられる。
【００５５】
このような構造を持つ有機発光素子２００は、高輝度領域での正孔と電子の注入及び輸送がスムーズであり、特に、電子阻止層２８１が、電子の発光層２６０を超える第１電極２３０側への移動を阻止するため、素子発光効率は非常に優秀である。
【００５６】
しかし、前記有機発光素子２００は、電子制御層２７１の存在によって低輝度領域では正孔阻止メカニズムが抑えられ、電子輸送層２７３から発光層２６０側への電子の注入及び輸送が遅くなる。その結果、低輝度領域で発光層２６０内の励起子を生成するための電子と正孔との均衡が割れ、素子の発光効率が低下する。
【００５７】
電子阻止物質は、最低空軌道エネルギー準位が高い物質であり、特に制限されず、トリアリールアミン系のトリフェニルアミン誘導体、カルバゾール誘導体及びスピロジフルオレン誘導体などを含む。電子阻止物質としては、例えば、ＴＣＴＡ、スピロ−ＴＡＤ（２，２’，７，７’−テトラキス（Ｎ、Ｎ−ジフェニルアミノ）−９，９’−スピロビフルオレン）及び下記の化合物７０１などの物質を使え、またＩｒｐｐｚ、ｐｐｚ２Ｉｒ（ｄｐｍ）などの金属錯体を使ってもよい。
【００５８】
【化１】
0006355889.tif 000002
【００５９】
電子阻止層の厚さは、１０Åないし１０００Åでありうる。電子阻止層の厚さが１０Å以上ならば、満足な電子阻止特性が得られ、その厚さが１０００Å以下ならば、駆動電圧の過度な上昇が抑えられる。例えば、電子阻止層の厚さは、５０Åないし８００Åでありうる。
【００６０】
ホスト材料の最高被占軌道エネルギー準位（ＥＨＨ）、ホスト材料の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬＨ）、電子制御物質の最高被占軌道エネルギー準位（ＥＨＣ）及び電子制御物質の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬＣ）は、下記の関係式を満たす。
【００６１】
０≦ＥＨＨ−ＥＨＣ≦０．３ｅＶ及び
０≦ＥＬＨ−ＥＬＣ≦０．５ｅＶ
電子制御物質の最高被占軌道エネルギー準位（ＥＨＣ）は、ホスト材料の最高被占軌道エネルギー準位（ＥＨＨ）より低く、その差は０．３ｅＶ以下である。
【００６２】
電子制御物質の最高被占軌道エネルギー準位（ＥＨＣ）がホスト材料の最高被占軌道エネルギー準位（ＥＨＨ）より低いため、高輝度で正孔阻止メカニズムによって発光効率が上昇し得る。しかし、その差が０．３ｅＶ以下であるため、低輝度では正孔阻止メカニズムが抑えられて発光効率が低下し得る。
【００６３】
また、電子制御物質の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬＣ）がホスト材料の最低空軌道エネルギー準位（ＥＬＨ）より低いため、スムーズな電子輸送が行われうる。しかし、その差が０．５ｅＶ以下であるため、過度な駆動電圧の上昇が抑えられうる。
【００６４】
電子制御物質の電子移動度は、正孔移動度より大きいか、または同同等である。このようにすることで、電子制御物質を含む電子制御層２７１で電子フロー遅くなり得る。すなわち、電子輸送層２７３で速く移動する電子フローは、電子制御物質を含む電子制御層２７１を通過する間に適度に遅くなり、低輝度領域で素子の発光効率が低下する。
【００６５】
電子制御物質の最高被占軌道エネルギー準位（ＥＨＣ）は、例えば、−５．２ｅＶないし−６．１ｅＶの範囲であり、最低空軌道エネルギー準位（ＥＬＣ）は、例えば、−２．５ｅＶないし−３．２ｅＶの範囲である。
【００６６】
電子制御物質の最高被占軌道エネルギー準位（ＥＨＣ）と最低空軌道エネルギー準位（ＥＬＣ）とが前記範囲を満たす場合、高輝度で正孔阻止メカニズムによって発光効率が上昇し、低輝度では正孔阻止メカニズムが抑えられて発光効率が低下する。
【００６７】
電子制御物質の含量は、電子制御層２７１の総重量に対して３０重量％ないし１００重量％であであってもよい。
【００６８】
電子制御層２７１は、電子制御物質を含むが、電子制御物質以外の他の物質を含んでもよい。しかし、電子制御物質による輝度による発光効率特性改善効果を持つためには、電子制御物質の含量は十分でなければならず、電子制御層２７１の総重量に対して約３０重量％以上であってもよい。
【００６９】
電子輸送層２７３と電子制御層２７１との厚さ比は、約５：１ないし約５：１０でありうる。
【００７０】
電子制御層２７１の厚さが電子輸送層２７３の厚さに比べて前記関係を満たす場合、電子制御物質による輝度による発光効率制御効果が好適に奏される。
【００７１】
電子制御物質は、電子制御層１７１、または２７１の総重量に対して約３０重量％ないし１００重量％を占め、電子制御層１７１、または２７１と発光層１６０、または２６０との最高被占軌道エネルギー準位関係を調節して、高輝度領域では電子の注入及び輸送を速くし、低輝度領域では電子の注入及び輸送を遅くする役割を行う物質である。このような電子制御物質は、下記の化学式１で表される化合物を含む。
【００７２】
【化２】
0006355889.tif 000003
【００７３】
前記化学式１のうち、Ｒ１ないしＲ７は、互いに独立して水素、重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、カルボキシル基、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Ｃ３−Ｃ３０シクロアルキル基、置換または非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルケニル基、及び置換または非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基のうち１種であり、Ａｒ１、Ａｒ２及びＡｒ３は、互いに独立して置換または非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基、置換または非置換のＣ６−Ｃ３０アリールオキシ基、置換または非置換のＣ６−Ｃ３０アリールチオ基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基、及び−Ｎ（Ｑ１）（Ｑ２）で表される基からなる群から選択される基であり、前記Ｌ１、Ｌ２及びＬ３は、互いに独立して置換または非置換のＣ６−Ｃ３０アリーレン基及び置換または非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリーレン基のうち１種であり、ａ、ｂ及びｃは、互いに独立して０ないし３の整数のうち一つである。但し、前記化学式１のうち、Ａｒ１、Ａｒ２及びＡｒ３のうち少なくとも一つは、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基である。
【００７４】
前記−Ｎ（Ｑ１）（Ｑ２）で表される置換基のうち、Ｑ１及びＱ２は、互いに独立して水素、重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、アミノ基、ニトロ基、カルボキシル基、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Ｃ３−Ｃ３０シクロアルキル基、置換または非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルケニル基、置換または非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基、置換または非置換のＣ６−Ｃ３０アリールオキシ基、置換または非置換のＣ６−Ｃ３０アリールチオ基、及び置換または非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基のうち１種である。
【００７５】
前記化学式１のうち、ａが０である場合、−（Ｌ１）ａ−は、単結合を示し、ａが２以上である場合、複数のＬ１は、互いに同一または異なる。同様に、ｂが０である場合、−（Ｌ２）ｂ−は、単結合を示し、ｂが２以上である場合、複数のＬ２は、互いに同一または異なり、ｃが０である場合、−（Ｌ３）ｃ−は、単結合を示し、ｃが２以上である場合、複数のＬ３は、互いに同一または異なる。
【００７６】
前記化学式１で表される化合物は、−５．２ｅＶないし−６．１ｅＶ範囲の最高被占軌道エネルギー準位、及び−２．５ｅＶないし−３．２ｅＶ範囲の最低空軌道エネルギー準位を持ち、化合物の分子構造中にＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基を少なくとも一つ含み、電子移動性が比較的優秀である。
【００７７】
前記化学式１で表される化合物は電子制御層１７１、または２７１に含まれ、高輝度領域では電子の注入及び輸送を速くし、低輝度領域では電子の注入及び輸送を延ばす役割を行える。
【００７８】
電子制御物質は、下記の化学式２及び３で表される化合物のうち少なくとも１種を含んでもよい。
【００７９】
【化３】
0006355889.tif 000004
【００８０】
【化４】
0006355889.tif 000005
【００８１】
前記化学式２及び３中、Ｒ１ないしＲ１２及びＲ２１ないしＲ２８は、互いに独立して水素、重水素、置換または非置換のメチル基、置換または非置換のエチル基、置換または非置換のプロピル基、置換または非置換のブチル基、置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のビフェニル基、置換または非置換のナフチル基、置換または非置換のアントリル基、置換または非置換のフェナントレニル基、置換または非置換のピレニル基のうち１種である。
【００８２】
Ａｒ１、Ａｒ２及びＡｒ３は、互いに独立して置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のペンタレニル基、置換または非置換のインデニル基、置換または非置換のナフチル基、置換または非置換のアズレニル基、置換または非置換のヘプタレニル基、置換または非置換のインダセニル基、置換または非置換のアセナフチル基、置換または非置換のフルオレニル基、置換または非置換のスピロフルオレニル基、置換または非置換のフェナレニル基、置換または非置換のフェナントレニル基、置換または非置換のアントリル基、置換または非置換のフルオランテニル基、置換または非置換のトリフェニレニル基、置換または非置換のピレニル基、置換または非置換のクリセニル基、置換または非置換のナフタセニル基、置換または非置換のピセニル基、置換または非置換のペリレニル基、置換または非置換のペンタフェニル基、置換または非置換のヘキサセニル基、置換または非置換のピロリル基、置換または非置換のイミダゾリル基、置換または非置換のピラゾリル基、置換または非置換のピリジニル基、置換または非置換のビピリジニル基、置換または非置換のピラジニル基、置換または非置換のピリミジニル基、置換または非置換のピリダジニル基、置換または非置換のイソインドリル基、置換または非置換のインドリル基、置換または非置換のインダゾリル基、置換または非置換のプリニル基、置換または非置換のキノリニル基、置換または非置換のベンゾキノリニル基、置換または非置換のフタラジニル基、置換または非置換のナフチリジニル基、置換または非置換のキノキサリニル基、置換または非置換のキナゾリニル基、置換または非置換のシンノリニル基、置換または非置換のカルバゾリル基、置換または非置換のフェナントリジニル基、置換または非置換のアクリジニル基、置換または非置換のフェナントロリニル基、置換または非置換のフェナジニル基、置換または非置換のベンゾオキサゾリル基、置換または非置換のベンゾイミダゾリル基、置換または非置換のフラニル基、置換または非置換のベンゾフラニル基、置換または非置換のチオフェニル基、置換または非置換のベンゾチオフェニル基、置換または非置換のチアゾリル基、置換または非置換のイソチアゾリル基、置換または非置換のベンゾチアゾリル基、置換または非置換のイソオキサゾリル基、置換または非置換のオキサゾリル基、置換または非置換のトリアゾリル基、置換または非置換のテトラゾリル基、置換または非置換のオキサジアゾリル基、置換または非置換のトリアジニル基、置換または非置換のベンゾオキサゾリル基、置換または非置換のジベンゾプラニル基、置換または非置換のジベンゾチオフェニル基、及び置換または非置換のベンゾカルバゾリル基のうち１種である。
【００８３】
Ｌ１、Ｌ２及びＬ３は、互いに独立して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、置換または非置換のインデニレン基、置換または非置換のナフチレン基、置換または非置換のアズレニレン基、置換または非置換のヘプタレニレン基、置換または非置換のインダセニレン基、置換または非置換のアセナフチレン基、置換または非置換のフルオレニレン基、置換または非置換のフェナレニレン基、置換または非置換のフェナントレニレン基、置換または非置換のアントリレン基、置換または非置換のフルオランテニレン基、置換または非置換のトリフェニレニレン基、置換または非置換のピレニレン基、置換または非置換のクリセニレン基、置換または非置換のナフタセニレン基、置換または非置換のピセニレン基、置換または非置換のペリレニレン基、置換または非置換のペンタフェニレン基、置換または非置換のヘキサセニレン基、置換または非置換のピロリレン基、置換または非置換のピラゾリレン基、置換または非置換のイミダゾリレン基、置換または非置換のイミダゾリニレン基、置換または非置換のイミダゾピリジニレン基、置換または非置換のイミダゾピリミジニレン基、置換または非置換のピリジニレン基、置換または非置換のピラジニレン基、置換または非置換のピリミジニレン基、置換または非置換のインドリレン基、置換または非置換のプリニレン基、置換または非置換のキノリニレン基、置換または非置換のフタラジニレン基、置換または非置換のインドリジニレン基、置換または非置換のナフチリジニレン基、置換または非置換のキナゾリニレン基、置換または非置換のシノリニレン基、置換または非置換のインダゾリレン基、置換または非置換のカバゾリレン基、置換または非置換のフェナジニレン基、置換または非置換のフェナントリジニレン基、置換または非置換のピラニレン基、置換または非置換のクロメニレン基、置換または非置換のフラニレン基、置換または非置換のベンゾフラニレン基、置換または非置換のチオフェニレン基、置換または非置換のベンゾチオフェニレン基、置換または非置換のイソチアゾリレン基、置換または非置換のベンゾイミダゾリレン基、置換または非置換のイソキサゾリレン基、置換または非置換のジベンゾチオフェニレン基、置換または非置換のジベンゾプラニレン基、置換または非置換のトリアジニレン基、及び置換または非置換のオキサジアゾリレン基のうち１種である。
【００８４】
ａ、ｂ及びｃは、互いに独立して０ないし１の整数のうち一つである。
前記化学式２及び３中、ａが０である場合、−（Ｌ１）ａ−は、単結合を示し、ｂが０である場合、−（Ｌ２）ｂ−は、単結合を示し、ｃが０である場合、−（Ｌ３）ｃ−は、単結合を示す。
【００８５】
前記化学式２及び３で表される化合物は、−５．２ｅＶないし−６．１ｅＶ範囲の最高被占軌道エネルギー準位、及び−２．５ｅＶないし−３．２ｅＶ範囲の最低空軌道エネルギー準位を持ち、化学式２の場合には、分子構造中にベンゾイミダゾール基を含み、化学式３の場合には、分子構造中にピリジル基を含んで電子移動性が比較的優秀である。
【００８６】
前記化学式２及び３で表される化合物を少なくとも一つ含む電子制御層１７１、２７１は、高輝度領域で電子の注入及び輸送が速くなり、低輝度領域では電子の注入及び輸送を遅くなる。
【００８７】
例えば、電子制御物質は、下記の化合物１及び２のうち少なくとも１種を含んでもよい。
【００８８】
【化５】
0006355889.tif 000006
【００８９】
この場合、電子制御層１７１、または２７１は、前記化合物１、前記化合物２、または前記化合物１と２との混合物を、電子制御層の総重量に対し約３０重量％ないし１００重量％含んでもよい。
【００９０】
図３は、一実施形態によって基板３１０／第１電極３３０／正孔注入層３８３／正孔輸送層３８５／発光層３６０／電子制御層３７１／電子輸送層３７３／電子注入層３７５／第２電極３９０の構造を持つ有機発光素子３００の概略的な断面図である。以下、図３を参照して、一実施形態による有機発光素子の構造及び製造方法を詳細に説明する。
【００９１】
基板３１０としては、通常の有機発光素子に使われる基板が使用でき、機械的強度、熱的安定性、透明性、表面平滑性、取り扱い容易性及び防水性の優れたガラス基板または透明プラスチック基板を使ってもよい。
【００９２】
第１電極３３０は、基板３１０の上部に第１電極３３０形成用物質を、蒸着法またはスパッタ法などを用いて形成できる。第１電極３３０がアノードである場合、正孔注入を容易にするために、第１電極形成用物質は、高い仕事関数を持つ物質から選択される。第１電極３３０は、反射型電極または透過型電極であってもよい。第１電極形成用物質としては、透明で伝導性の優秀な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）または酸化亜鉛（ＺｎＯ）などを用いてもよい。または、第１電極３３０は、マグネシウム（Ｍｇ）、銀（Ａｇ）、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）、銀／酸化インジウムスズ（Ａｇ／ＩＴＯ）、マグネシウム／インジウム（Ｍｇ／Ｉｎ）またはマグネシウム／銀（Ｍｇ／Ａｇ）などを用いて反射型電極として形成してもよい。第１電極３３０は、単一層または２つ以上の複数層構造を有してもよい。例えば、第１電極３３０は、ＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯの３層構造を有し得るが、これらに限定されるものではない。
【００９３】
第１電極３３０の上部には有機層３５０が形成されている。有機層３５０は、正孔注入層３８３、正孔輸送層３８５、バッファ層（図示せず）、発光層３６０、電子制御層３７１、電子輸送層３７３及び電子注入層３７５を含んでもよい。
【００９４】
正孔注入層３８３は、第１電極３３０の上部に真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法またはＬＢ法などの多様な方法を用いて形成してもよい。真空蒸着法によって正孔注入層３８３を形成する場合、その蒸着条件は、正孔注入層形成用材料として使う化合物、目的とする正孔注入層３８３の構造及び熱的特性などによって異なり得るが、例えば、蒸着温度約１００ないし５００℃、真空度約１０−８ないし約１０−３ｔｏｒｒ、蒸着温度約０．０１ないし１００Å／ｓｅｃの範囲で選択してもよい。スピンコーティング法によって正孔注入層３８３を形成する場合、そのコーティング条件は、正孔注入層形成用材料として使う化合物、目的とする正孔注入層３８３の構造及び熱的特性によって異なり得るが、約２０００ｒｐｍないし５０００ｒｐｍのコーティング速度、コーティング後に溶媒除去のための熱処理温度は、約８０℃ないし２００℃の温度範囲で選択してもよい。
【００９５】
正孔注入層形成用材料としては、下記の化学式６：
【００９６】
【化６】
0006355889.tif 000007
【００９７】
［前記化学式６中、Ａｒ４１及びＡｒ４２は、互いに独立して置換または非置換のＣ６−Ｃ３０アリーレン基、及び置換または非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリーレン基のうち１種であり、Ｒ７１及びＲ７２は、互いに独立して水素、重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボキシル基やその塩、スルホン酸基やその塩、燐酸やその塩、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Ｃ３−Ｃ３０シクロアルキル基、置換または非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基、置換または非置換のＣ６−Ｃ３０アリールオキシ基、及び置換または非置換のＣ６−Ｃ３０アリールチオ基のうち１種である。］で表される化合物を使えるが、これに限定されるものではない。
【００９８】
例えば、正孔注入層形成用材料としては、前記化学式６で表される化合物を使うか、または前記化学式６で表される化合物と、公知の正孔注入層形成用材料とを混合して使ってもよい。
【００９９】
前記化学式６で表される化合物は、下記の化合物３０１ないし３０８のうち少なくとも１種でありうるが、これらに限定されるものではない。
【０１００】
【化７】
0006355889.tif 000008
【０１０１】
公知の正孔注入層形成用材料は、例えば、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス−［４−（フェニル−ｍ−トリル−アミノ）−フェニル］−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＤＮＴＰＤ）、銅フタロシアニンなどのフタロシアニン化合物、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ［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］、ＮＰＢ（Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン）、ＴＤＡＴＡ、２−ＴＮＡＴＡ、Ｐａｎｉ／ＤＢＳＡ（ポリアニリン／ドデシルベンゼンスルホン酸）、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（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））、Ｐａｎｉ／ＣＳＡ（ポリアニリン／カンファースルホン酸）またはＰＡＮＩ／ＰＳＳ（ポリアニリン／ポリ（４−スチレンスルホネート））などを挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【０１０２】
正孔注入層３８３の厚さは、約１００Åないし約１００００Åであってもよく、例えば、約１００Åないし約１０００Åであってもよい。正孔注入層３８３の厚さが前述した範囲を満たす場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに満足なの正孔注入特性が得られる。
【０１０３】
次いで、正孔注入層の上部に真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法またはＬＢ法などの多様な方法を用いて正孔輸送層３８５を形成する。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３８５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う化合物によって異なるが、一般的に、正孔注入層３８３の形成とほぼ同じ条件でよい。
【０１０４】
正孔輸送層形成用材料としては、下記の化学式５：
【０１０５】
【化８】
0006355889.tif 000009
【０１０６】
［前記化学式５中、Ｒ５０は、置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のナフチル基、置換または非置換のアントリル基、置換または非置換のビフェニル基、及び置換または非置換のピリジル基のうち１種であり、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Ｃ２−Ｃ３０アルケニレン基、置換または非置換のＣ６−Ｃ３０アリーレン基、及び置換または非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリーレン基のうち１種であり、Ｒ５１ないしＲ６６は、互いに独立して水素、重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、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Ｃ３−Ｃ３０シクロアルキル基、置換または非置換のＣ３−Ｃ３０シクロアルケニル基、置換または非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基、置換または非置換のＣ６−Ｃ３０アリールオキシ基、置換または非置換のＣ６−Ｃ３０アリールチオ基、置換または非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基及び−Ｎ（Ｑ１１）（Ｑ１２）で表される置換基からなる群から選択される基であり、ｋは、０ないし３の整数のうち一つである。
【０１０７】
前記−Ｎ（Ｑ１１）（Ｑ１２）中、Ｑ１１及びＱ１２は、互いに独立して水素、重水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、シアノ基、アミノ基、ニトロ基、カルボキシル基、Ｃ１−Ｃ３０アルキル基、Ｃ２−Ｃ３０アルケニル基、Ｃ２−Ｃ３０アルキニル基、Ｃ１−Ｃ３０アルコキシ基、Ｃ１−Ｃ３０アルキルチオール基、Ｃ３−Ｃ３０シクロアルキル基、Ｃ３−Ｃ３０シクロアルケニル基、Ｃ６−Ｃ３０アリール基、Ｃ６−Ｃ３０アリールオキシ基、Ｃ６−Ｃ３０アリールチオ基、及びＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基のうち１種である。
【０１０８】
前記化学式５中、ｋが０である場合、−（Ｌ２１）ｋ−は、単結合を示し、ｋが２以上である場合、複数のＬ２１は、互いに同一または異なる。］で表される化合物を使用してもよいが、これに限定されるものではない。
【０１０９】
例えば、正孔輸送層形成用材料としては、前記化学式５で表される化合物を使うか、または前記化学式５で表される化合物と公知の正孔輸送層形成用材料とを混合して使用してもよい。
【０１１０】
前記化学式５で表される化合物は、下記の化合物３０９ないし３２０のうち少なくとも１種でありうるが、これらに限定されるものではない。
【０１１１】
【化９】
0006355889.tif 000010
【０１１２】
公知の正孔輸送層形成用材料としては、例えば、Ｎ−フェニルカルバゾール、ポリビニールカルバゾールなどのカルバゾール誘導体、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、ＴＣＴＡ（４，４’，４”−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン）またはＮＰＢ（Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン）などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。正孔輸送層３８５の厚さは、約５０Åないし２０００Åであることが好ましく、例えば、約１００Åないし１５００Åであることがより好ましい。正孔輸送層３８５の厚さが前述した範囲を満たす場合、実質的な駆動電圧上昇なしに満足な正孔輸送特性が得られる。
【０１１３】
第１電極３３０の上部には、正孔注入層３８３及び正孔輸送層３８５のうちいずれか一つのみ形成されてよく、他の一つは省略されているか、または正孔注入層３８３及び正孔輸送層３８５のうち少なくとも一つが複数層の形態で形成されていてもよい。または、第１電極３３０の上部に、正孔注入層及び正孔輸送層の代りに正孔注入機能及び正孔輸送機能を同時に持つ機能層（図示せず）が備えられてもよい。正孔注入機能及び正孔輸送機能を同時に持つ機能層は、化学式５で表される化合物、化学式５で表される化合物と正孔輸送層形成用材料との混合物、化学式６で表される化合物、及び化学式６で表される化合物と正孔注入層形成用材料との混合物のうち少なくとも１種を使って形成することができ、その厚さは、約１００Åないし１００００Åであることが好ましく、例えば、約５００Åないし１０００Åであることがより好ましい。正孔注入機能及び正孔輸送機能を同時に持つ機能層の厚さが前述した範囲を満たす場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに満足な正孔注入及び輸送特性が得られうる。
【０１１４】
正孔輸送層３８５、または正孔注入機能及び正孔輸送機能を同時に持つ機能層（図示せず）の上部に、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法またはＬＢ法などの方法を用いて発光層３６０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３６０を形成する場合、その蒸着条件は、使う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でよい。
【０１１５】
発光層３６０のホスト材料としては、正孔輸送単位と電子輸送単位とを同時に持つバイポーラ化合物を使える。正孔輸送単位は、正孔輸送能の優秀な官能基を含む単位であり、例えば、フルオレン誘導体が含まれる単位、カルバゾール誘導体が含まれる単位、ジベンゾチオフェン誘導体が含まれる単位、またはジベンゾフラン誘導体が含まれる単位などを意味し、電子輸送単位は、電子輸送能の優秀な官能基を含む単位であり、例えば、ピリジン誘導体が含まれる単位、ピリミジン誘導体が含まれる単位、またはトリアジン誘導体が含まれる単位などを意味する。ホスト材料として、かかる正孔輸送単位と電子輸送単位とを同時に持つバイポーラ化合物を使う場合、電子制御層３７１によって低輝度領域でホスト材料内の正孔と電子との不均衡が生じ、発光効率が低下する恐れがある。
【０１１６】
あるいは、発光層３６０のホスト材料として、前記正孔輸送単位と電子輸送単位とを同時に持つバイポーラ化合物、及び少なくとも正孔輸送単位を持つ化合物の混合物を使える。ホスト材料として、前記バイポーラ化合物以外に少なくとも正孔輸送単位を有する化合物がさらに加えられた場合には、ホスト材料の正孔特性がさらに大きくなることで、低輝度領域でホスト材料内の正孔と電子との不均衡がさらに大きくなり、発光効率が低下しやすくなり得る。バイポーラ化合物及び少なくとも正孔輸送単位を有する化合物の混合比は、約１：１ないし約１：９でありうる。バイポーラ化合物及び少なくとも正孔輸送単位を持つ化合物の混合比が前記範囲を満たす場合、ホスト材料内の正孔と電子との不均衡がさらに大きくなる。
【０１１７】
例えば、前記ホスト材料は、下記の化合物５０１ないし５０９のうち少なくとも１種でありうる。
【０１１８】
【化１０−１】
0006355889.tif 000011
【０１１９】
発光層３６０は、赤色発光層、緑色発光層または青色発光層にパターニングされる。赤色発光層、緑色発光層及び青色発光層のうち少なくとも一つは、下記のドーパントを含む（ｐｐｙ＝フェニルピリジン）。
【０１２０】
例えば、青色ドーパントとしては、下記の化合物の少なくとも一種が使えるが、これらに限定されるものではない。
【０１２１】
【化１０−２】
0006355889.tif 000012
【０１２２】
【化１０−３】
0006355889.tif 000013
【０１２３】
例えば、赤色ドーパントとしては、下記の化合物の少なくとも一種が使えるが、これらに限定されるものではない。
【０１２４】
【化１１】
0006355889.tif 000014
【０１２５】
例えば、緑色ドーパントとしては、下記の化合物の少なくとも一種が使えるが、これらに限定されるものではない。
【０１２６】
【化１２】
0006355889.tif 000015
【０１２７】
発光層３６０に含まれるドーパントは、下記の金属錯体の少なくとも一種でありうるが、これらに限定されるものではない。
【０１２８】
【化１３−１】
0006355889.tif 000016
【０１２９】
【化１３−２】
0006355889.tif 000017
【０１３０】
【化１３−３】
0006355889.tif 000018
【０１３１】
【化１３−４】
0006355889.tif 000019
【０１３２】
【化１３−５】
0006355889.tif 000020
【０１３３】
また、発光層３６０に含まれるドーパントは、下記のＯｓ−錯体の少なくとも一種でありうるが、これらに限定されるものではない。
【０１３４】
【化１４】
0006355889.tif 000021
【０１３５】
発光層３６０がホスト材料及びドーパント材料を含む場合、ドーパント材料の含量は、ホスト材料約１００重量部を基準として約０．０１ないし約２５重量部の範囲で選択されるが、これらに限定されるものではない。
【０１３６】
発光層３６０の厚さは、約１００Åないし約１０００Åが好ましく、例えば、約２００Åないし約６００Åでありうる。発光層３６０の厚さが前述した範囲を満たす場合、実質的な駆動電圧上昇なしに優秀な発光特性を示す。
【０１３７】
次いで、発光層３６０の上部に電子制御層３７１を、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用いて形成する。真空蒸着法及びスピンコーティング法によって電子制御層３７１を形成する場合、その条件は、使う化合物によって異なるが、一般的に、正孔注入層３８３の形成とほぼ同じ条件でよい。電子制御層３７１の形成用材料としては、前述した分子軌道エネルギー準位の関係を満たす電子制御物質を用いてもよい。電子制御層３７１の厚さは、５０Åないし４５０Åであってよく、電子輸送層３７３と電子制御層３７１との厚さ比が５：１ないし５：１０になる範囲内で選択してもよい。
【０１３８】
電子制御層３７１の上部に電子輸送層３７３を、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用いて形成する。真空蒸着法及びスピンコーティング法によって電子輸送層３７３を形成する場合、その条件は、使う化合物によって異なってもよく、一般的に、正孔注入層３８３の形成とほぼ同じ条件でよい。電子輸送層形成用材料としては、電子注入電極（カソード）から注入された電子を安定して輸送する機能を行うものとして化学式４で表される化合物を使えるが、これに限定されるものではない。
【０１３９】
【化１５】
0006355889.tif 000022
【０１４０】
［前記化学式４中、Ｒ３１ないしＲ４２は、互いに独立して水素、重水素、置換または非置換のメチル基、置換または非置換のエチル基、置換または非置換のプロピル基、置換または非置換のブチル基、置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のビフェニル基、置換または非置換のナフチル基、置換または非置換のアントリル基、置換または非置換のフェナントレニル基、置換または非置換のピレニル基のうち１種である。
【０１４１】
Ａｒ１１及びＡｒ１２は、互いに独立して置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のペンタレニル基、置換または非置換のインデニル基、置換または非置換のナフチル基、置換または非置換のアズレニル基、置換または非置換のヘプタレニル基、置換または非置換のインダセニル基、置換または非置換のアセナフチル基、置換または非置換のフルオレニル基、置換または非置換のスピロフルオレニル基、置換または非置換のフェナレニル基、置換または非置換のフェナントレニル基、置換または非置換のアントリル基、置換または非置換のフルオランテニル基、置換または非置換のトリフェニレニル基、置換または非置換のピレニル基、置換または非置換のクリセニル基、置換または非置換のナフタセニル基。置換または非置換のピセニル基、置換または非置換のペリレニル基、置換または非置換のペンタフェニル基、置換または非置換のヘキサセニル基、置換または非置換のピロリル基、置換または非置換のイミダゾリル基、置換または非置換のピラゾリル基、置換または非置換のピリジニル基、置換または非置換のビピリジニル基、置換または非置換のピラジニル基、置換または非置換のピリミジニル基、置換または非置換のピリダジニル基、置換または非置換のイソインドリル基、置換または非置換のインドリル基、置換または非置換のインダゾリル基、置換または非置換のプリニル基、置換または非置換のキノリニル基、置換または非置換のベンゾキノリニル基、置換または非置換のフタラジニル基、置換または非置換のナフチリジニル基、置換または非置換のキノキサリニル基、置換または非置換のキナゾリニル基、置換または非置換のシンノリニル基、置換または非置換のカルバゾリル基、置換または非置換のフェナントリジニル基、置換または非置換のアクリジニル基、置換または非置換のフェナントロリニル基、置換または非置換のフェナジニル基、置換または非置換のベンゾオキサゾリル基、置換または非置換のベンゾイミダゾリル基、置換または非置換のフラニル基、置換または非置換のベンゾフラニル基、置換または非置換のチオフェニル基、置換または非置換のベンゾチオフェニル基、置換または非置換のチアゾリル基、置換または非置換のイソチアゾリル基、置換または非置換のベンゾチアゾリル基、置換または非置換のイソオキサゾリル基、置換または非置換のオキサゾリル基、置換または非置換のトリアゾリル基、置換または非置換のテトラゾリル基、置換または非置換のオキサジアゾリル基、置換または非置換のトリアジニル基、置換または非置換のベンゾオキサゾリル基、置換または非置換のジベンゾプラニル基、置換または非置換のジベンゾチオフェニル基、及び置換または非置換のベンゾカルバゾリル基のうち１種である。
【０１４２】
Ｌ１１、Ｌ１２及びＬ１３は、互いに独立して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、置換または非置換のインデニレン基、置換または非置換のナフチレン基、置換または非置換のアズレニレン基、置換または非置換のヘプタレニレン基、置換または非置換のインダセニレン基、置換または非置換のアセナフチレン基、置換または非置換のフルオレニレン基、置換または非置換のフェナレニレン基、置換または非置換のフェナントレニレン基、置換または非置換のアントリレン基、置換または非置換のフルオランテニレン基、置換または非置換のトリフェニレニレン基、置換または非置換のピレニレン基、置換または非置換のクリセニレン基、置換または非置換のナフタセニレン基、置換または非置換のピセニレン基、置換または非置換のペリレニレン基、置換または非置換のペンタフェニレン基、置換または非置換のヘキサセニレン基、置換または非置換のピロリレン基、置換または非置換のピラゾリレン基、置換または非置換のイミダゾリレン基、置換または非置換のイミダゾリニレン基、置換または非置換のイミダゾピリジニレン基、置換または非置換のイミダゾピリミジニレン基、置換または非置換のピリジニレン基、置換または非置換のピラジニレン基、置換または非置換のピリミジニレン基、置換または非置換のインドリレン基、置換または非置換のプリニレン基、置換または非置換のキノリニレン基、置換または非置換のフタラジニレン基、置換または非置換のインドリジニレン基、置換または非置換のナフチリジニレン基、置換または非置換のキナゾリニレン基、置換または非置換のシノリニレン基、置換または非置換のインダゾリレン基、置換または非置換のカバゾリレン基、置換または非置換のフェナジニレン基、置換または非置換のフェナントリジニレン基、置換または非置換のピラニレン基、置換または非置換のクロメニレン基、置換または非置換のフラニレン基、置換または非置換のベンゾフラニレン基、置換または非置換のチオフェニレン基、置換または非置換のベンゾチオフェニレン基、置換または非置換のイソチアゾリレン基、置換または非置換のベンゾイミダゾリレン基、置換または非置換のイソキサゾリレン基、置換または非置換のジベンゾチオフェニレン基、置換または非置換のジベンゾプラニレン基、置換または非置換のトリアジニレン基、及び置換または非置換のオキサジアゾリレン基のうち１種であり、ｐ、ｑ及びｒは、互いに独立して０ないし１の整数のうち一つである。
【０１４３】
前記化学式４中、ｐ、ｑ及びｒが互いに独立して０である場合、−（Ｌ１１）ｐ−、−（Ｌ１２）ｑ−及び−（Ｌ１３）ｒ−は、互いに独立して単結合を示す。］
例えば、電子輸送層形成用材料としては、前記化学式４で表される化合物を使うか、または前記化学式４で表される化合物と公知の電子輸送層形成用材料とを混合して使用してもよい。
【０１４４】
前記化学式４で表される化合物は、例えば下記の化合物２０１でありうるが、これに限定されるものではない。
【０１４５】
【化１６】
0006355889.tif 000023
【０１４６】
公知の電子輸送層形成用材料の例としては、キノリン誘導体、特に、トリス（８−キノリノレート）アルミニウム（Ａｌｑ３）、ＴＡＺ、Ｂａｌｑ、ベリリウムビス（ベンゾキノリン−１０−オラート）（Ｂｅｂｑ２）またはＡＤＮなどの材料を使ってもよいが、これらに限定されるものではない。
【０１４７】
【化１７】
0006355889.tif 000024
【０１４８】
電子輸送層３７３の厚さは、約５０Åないし１０００Åであることが好ましく、例えば、約１００Åないし５００Åでありうる。電子輸送層３７３の厚さが前述した範囲を満たす場合、実質的な駆動電圧上昇なしに満足な電子輸送特性が得られる。
【０１４９】
電子輸送層３７３は、前記化学式４で表される化合物以外に、金属含有化合物をさらに含んでもよい。
【０１５０】
前記金属含有化合物は、Ｌｉ錯体である。前記Ｌｉ錯体は、例えば、リチウムキノレート（ＬｉＱ）または下記の化合物１０１などが挙げられる。
【０１５１】
【化１８】
0006355889.tif 000025
【０１５２】
電子輸送層３７３は、前記化学式４で表される化合物以外に、１、４、５、８、９、１２−ヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリル、テトラシアノキノジメタン、アントラキノン、ペリレンビスイミド及びテトラシアノアントラキノジメタンから選択された少なくとも１種をさらに含むことが好ましい。
【０１５３】
電子輸送層３７３は、前記化学式４で表される化合物以外に、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ及びＲａから選択された少なくとも１種の金属単体、金属カーボネート、金属アセテート、金属ベンゾエ−ト、金属アセトアセテート、金属アセチルアセトネート及び金属ステアレートから選択された少なくとも１種をさらに含むことが好ましい。
【０１５４】
電子輸送層３７３が、前記化学式４で表される化合物以外に前述した物質をさらに含む場合、電子注入及び輸送能が向上しうる。
【０１５５】
電子輸送層３７３の上部には、カソードからの電子の注入を容易にする機能を持つ電子注入層３７５が積層され、この材料は特に制限されない。
【０１５６】
電子注入層形成用材料としては、ＬｉＦ、ＮａＣｌ、ＣｓＦ、Ｌｉ２ＯまたはＢａＯなどの公知の材料を用いてもよい。電子注入層３７５の蒸着条件は、使う化合物によって異なってもよく、一般的に、正孔注入層３８３の形成とほぼ同じ条件でよい。
【０１５７】
電子注入層３７５の厚さは、約１Åないし約１００Åであることが好ましく、例えば、約３Åないし約９０Åでもよい。電子注入層３７５の厚さが前述した範囲を満たす場合、実質的な駆動電圧上昇なしに満足な電子注入特性が得られうる。
【０１５８】
有機層３５０の上部には第２電極３９０が備えられている。第２電極３９０は、電子注入電極であるカソードでもよく、この時、前記第２電極形成用物質としては、低い仕事関数を持つ金属、合金、電気伝導性化合物またはこれらの混合物を使用してもよい。具体的な例として、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）、またはマグネシウム：銀（Ｍｇ：Ａｇ）などを薄膜で形成して透過型電極が得られる。一方、前面発光素子を得るためにＩＴＯまたはＩＺＯを用いた透過型電極を形成するなど、多様な変形が可能である。
【０１５９】
これらの構成を持つ有機発光素子３００は、電子輸送層３７３から発光層３６０に注入される電子フローが電子制御層３７１の影響により制御されるため、高輝度領域で高い発光効率を持ち、低輝度領域では低い発光効率を持つ。
【０１６０】
図４は、一実施形態によって、基板４１０／第１電極４３０／正孔注入層４８３／正孔輸送層４８５／電子阻止層４８１／発光層４６０／電子制御層４７１／電子輸送層４７３／電子注入層４７５／第２電極４９０の構造を持つ有機発光素子４００の概略的な断面図である。
【０１６１】
基板４１０、第１電極４３０、正孔注入層４８３、正孔輸送層４８５、発光層４６０、電子制御層４７１、電子輸送層４７３、電子注入層４７５及び第２電極４９０に関する詳細な説明は、前記図３に関する説明を参照してもよい。
【０１６２】
電子阻止層４８１は、正孔注入層４８３、正孔輸送層４８５、及び正孔注入機能及び正孔輸送機能を同時に持つ機能層（図示せず）のうち少なくとも一つと発光層４６０の間に配置される。電子阻止層４８１は、発光層４６０で正孔と結合していない電子の第１電極４３０側への移動を防止する役割を行える。電子阻止層４８１は、電子阻止物質を使って形成され、電子阻止物質は、例えば、トリフェニルアミン誘導体、カルバゾール誘導体及びスピロジフルオレン誘導体のうち少なくとも１種であってもよい。
【０１６３】
電子阻止層４８１の厚さは、約１０Åないし約１０００Åであることが好ましく、例えば、約５０Åないし約８００Åであってもよい。電子阻止層４８１の厚さが前述した範囲を満たす場合、実質的な駆動電圧上昇なしに満足な電子阻止特性が得られうる。
【０１６４】
このような構成を持つ有機発光素子４００は、電子制御層４７１及び電子阻止層４８１の影響で電子輸送層４７３から発光層４６０に注入されて正孔輸送層４８５に移動する電子フローが制御されて、高輝度領域で高い発光効率を持ち、低輝度領域では低い発光効率を持つ。
【０１６５】
図５は、図３に示した有機発光素子３００の各層の最高被占軌道エネルギー準位、及び最低空軌道エネルギー準位を概略的に示す図面である。
【０１６６】
電子制御物質を含む電子制御層３７１の最高被占軌道エネルギー準位は、ホスト材料を含む発光層３６０の最高被占軌道エネルギー準位より低く、その差は、約０．３ｅＶ以下である。また、電子制御層３７１の最低空軌道エネルギーは、発光層３６０の最低空軌道エネルギー準位より低く、その差は、約０．５ｅＶ以下である。
【０１６７】
これらの関係によって、電子制御層３７１は、高輝度領域で発光層３６０から電子制御層３７１を通過しようとする正孔を阻止して素子の輝度を向上させ、低輝度領域では、発光層３６０からの正孔が電子制御層３７１を通過して電子輸送層３７３に移動することをスムーズにして素子の輝度を低くする。
【０１６８】
図６は、図４に示した有機発光素子の各層の最高被占軌道エネルギー準位、及び最低空軌道エネルギー準位を概略的に示す図面である。
【０１６９】
電子制御物質を含む電子制御層４７１の最高被占軌道エネルギー準位は、ホスト材料を含む発光層４６０の最高被占軌道エネルギー準位より低く、その差は、約０．３ｅＶ以下である。また、電子制御層４７１の最低空軌道エネルギーは、発光層４６０の最低空軌道エネルギー準位より低く、その差は、約０．５ｅＶ以下である。
【０１７０】
電子阻止物質を含む電子阻止層４８１は、発光層４６０と第１電極４３０との間に備えられ、この場合には発光層４６０と隣接している。電子阻止層４８１の最低空軌道エネルギー準位は、発光層４６０の最低空軌道エネルギー準位より高い。
【０１７１】
これらの関係によって、高輝度領域で電子制御層４７１は、発光層４６０から電子制御層４７１を通過しようとする正孔を阻止し、電子阻止層４８１は、発光層４６０で正孔と結合していない電子の第１電極４３０側への移動を阻止して素子の輝度を高め、低輝度領域では電子制御層４７１が、発光層４６０から電子制御層４７１を通過して電子輸送層４７３に移動する電子をスムーズに流して素子の輝度を低くする。
【０１７２】
また他の一実施形態による有機発光表示装置は、ソース、ドレイン、ゲート及び活性層を含むトランジスタ及び前述した有機発光素子を備え、前記有機発光素子の第１電極が前記ソース及びドレインのうち一つと電気的に連結される。
【０１７３】
前記トランジスタの活性層は、非晶質シリコン層、結晶質シリコン層、有機半導体層または酸化物半導体層などの多様な変形が可能である。
【０１７４】
このような有機発光表示装置は、ブラック状態で赤色及び緑色発光が抑えられて、輝度による発光効率特性が改善され得る。
【０１７５】
本明細書のうち、“非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基”（または“Ｃ１−Ｃ３０アルキル基”）の具体的な例としては、メチル、エチル、プロピル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ペンチル、ｉｓｏ−アミル、ヘキシルなどの炭素数１ないし３０の直鎖状または分枝型アルキル基を挙げられ、置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基は、前記非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基のうち少なくとも一つの水素が、重水素、ハロゲン、ヒドロキシ基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン、ヒドラゾン、カルボキシル基やその塩、スルホン酸基やその塩、燐酸やその塩、またはＣ１−Ｃ３０アルキル基、Ｃ２−Ｃ３０アルケニル基、Ｃ２−Ｃ３０アルキニル基、Ｃ６−Ｃ３０アリール基、Ｃ２−Ｃ３０ヘテロアリール基、−Ｎ（Ｑ１０１）（Ｑ１０２）、及びＳｉ（Ｑ１０３）（Ｑ１０４）（Ｑ１０５）（Ｑ１０６）−（ここで、Ｑ１０１ないしＱ１０６は、互いに独立して水素、Ｃ１−Ｃ３０アルキル基、Ｃ２−Ｃ３０アルケニル基、Ｃ２−Ｃ３０アルキニル基、Ｃ６−Ｃ３０アリール基、及びＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基からなる群から選択される）に置換されたものである。
【０１７６】
本明細書のうち、非置換のＣ１−Ｃ３０アルコキシ基（またはＣ１−Ｃ３０アルコキシ基）は、−ＯＡ（但し、Ａは、前述したような非置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基）の化学式を持ち、その具体的な例として、メトキシ、エトキシまたはイソプロピルオキシなどがある。置換のＣ１−Ｃ３０アルコキシ基は、Ｃ１−Ｃ３０アルコキシ基のうち少なくとも一つの水素が、前述した置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基の場合と同じ置換基に置換されたものである。
【０１７７】
本明細書のうち、非置換のＣ２−Ｃ３０アルケニル基（またはＣ２−Ｃ３０アルケニル基）は、前記非置換のＣ２−Ｃ３０アルキル基の中間や末端に一つ以上の炭素間二重結合を含んでいることを意味し、その例としては、エチニル、プロペニルまたはブテニルなどがある。置換のＣ２−Ｃ３０アルケニル基は、Ｃ２−Ｃ３０アルケニル基のうち少なくとも一つの水素が、前述した置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基の場合と同じ置換基に置換されたものである。
【０１７８】
本明細書のうち、非置換のＣ２−Ｃ３０アルキニル基（またはＣ２−Ｃ３０アルキニル基）は、前記非置換のＣ２−Ｃ３０アルキル基の中間や末端に一つ以上の炭素間三重結合を含んでいることを意味しする。置換のＣ２−Ｃ３０アルキニル基は、少なくとも一つの水素が、前述した置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基の場合と同じ置換基に置換されたＣ２−Ｃ３０アルキニル基である。
【０１７９】
本明細書のうち、非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基は、一つ以上の芳香族環を含む炭素原子数６ないし６０の炭素環芳香族システムを有する１価の置換基を意味し、非置換のＣ６−Ｃ３０アリーレン基は、一つ以上の芳香族環を含む炭素原子数６ないし６０の炭素環芳香族システムを持つ２価の置換基を意味する。前記アリール基及びアリーレン基が２以上の環を含む場合、２以上の環は互いに縮合していてもよい。置換のＣ６−Ｃ３０アリール基は、Ｃ６−Ｃ３０アリール基のうち少なくとも一つの水素が前述した置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基の場合と同じ置換基に置換されたものであり、置換のＣ６−Ｃ３０アリーレン基は、Ｃ６−Ｃ３０アリーレン基のうち少なくとも一つの水素が、前述した置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基の場合と同じ置換基に置換されたものである。
【０１８０】
本明細書のうち、非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基は、Ｎ、Ｏ、ＰまたはＳから選択された１つ以上のヘテロ原子を含み、残りの環原子がＣである一つ以上の芳香族環からなるシステムを持つ１価の置換基を意味し、非置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリーレン基は、Ｎ、Ｏ、ＰまたはＳから選択された１つ以上のヘテロ原子を含み、残りの環原子がＣである一つ以上の芳香族環からなるシステムを有する２価の置換基を意味する。ここで、ヘテロアリール基及びヘテロアリーレン基が２つ以上の環を含む場合、２つ以上の環は互いに縮合していてもよい。置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリール基は、Ｃ２−Ｃ３０ヘテロアリール基のうち少なくとも一つの水素が、前述した置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基の場合と同じ置換基に置換されたものであり、置換のＣ２−Ｃ３０ヘテロアリーレン基は、Ｃ２−Ｃ３０ヘテロアリーレン基のうち少なくとも一つの水素が、前述した置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基の場合と同じ置換基に置換されたものである。
【０１８１】
本明細書のうち、非置換のＣ６−Ｃ３０アリールオキシ基は、−ＯＡ２（ここで、Ａ２は、前記置換または非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基）を示し、置換のＣ６−Ｃ３０アリールオキシ基は、Ｃ６−Ｃ３０アリールオキシ基のうち少なくとも一つの水素が、前述した置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基の場合と同じ置換基に置換されたものである。
【０１８２】
本明細書のうち、非置換のＣ６−Ｃ３０アリールチオ基は、−ＳＡ３（ここで、Ａ３は、前記置換または非置換のＣ６−Ｃ３０アリール基）を示し、置換のＣ６−Ｃ３０アリールチオ基は、Ｃ６−Ｃ３０アリールチオ基のうち少なくとも一つの水素が、前述した置換のＣ１−Ｃ３０アルキル基の場合と同じ置換基に置換されたものである。
【実施例】
【０１８３】
以下、実施例を挙げて一実施形態による有機発光素子について、さらに具体的に説明する。しかし、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
アノードとしては、コーニング（ｃｏｒｎｉｎｇ）社製のガラスを使った三星モバイルディスプレイ（ＳＭＤ）社製のＩＴＯ（７ｎｍ）／Ａｇ（１００ｎｍ）／ＩＴＯ（７ｎｍ）基板を５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．７ｍｍサイズに切り取り、純水を用いてそれぞれ３０分間超音波洗浄及び３０分間イソプロピルアルコールで洗浄した後、１０分間紫外線オゾン洗浄をしてから真空蒸着装置に取り付けた。
【０１８４】
前記ガラス基板の上部に、化合物３０１を真空蒸着して７５０Å厚さの正孔注入層を形成した後、前記正孔注入層の上部に化合物３１１を真空蒸着して１３００Å厚さの正孔輸送層を形成した。
【０１８５】
前記正孔輸送層の上部に、ホストとして化合物５０７と、燐光ドーパントとして化合物４０１とを９８：２の重量比で同時蒸着することで、４００Å厚さの赤色発光層を形成した。
【０１８６】
次いで、前記発光層の上部に化合物１を真空蒸着して５０Å厚さの電子制御層を形成した。
【０１８７】
前記電子制御層の上部に、化合物２０１（化合物１と同一）とＬｉＱとを１：１の重量比で真空蒸着して、１００Å厚さの電子輸送層を形成した。
【０１８８】
前記電子輸送層の上部に、ＬｉＦを真空蒸着して５Å厚さの電子注入層を形成した後、Ｍｇ：Ａｇを１０：１の重量比で真空蒸着して１３０Å厚さのカソードを形成することで有機発光素子を製造した。
【０１８９】
【化１９】
0006355889.tif 000026
【０１９０】
（実施例２）
電子制御層の形成時に厚さを５０Åの代わりに１００Åで形成したことを除いては、前記実施例１と同じ方法を用いて有機発光素子を製造した。
（実施例３）
電子制御層の形成時に厚さを５０Åの代わりに２００Åで形成したことを除いては、前記実施例１と同じ方法を用いて有機発光素子を製造した。
（実施例４）
電子制御層の形成時に厚さを５０Åの代わりに４５０Åで形成したことを除いては、前記実施例１と同じ方法を用いて有機発光素子を製造した。
（実施例５）
正孔輸送層と発光層との間に下記の化合物７０１を真空蒸着して３００Å厚さの電子阻止層を形成し、電子制御層の形成時に厚さを５０Åの代わりに１００Åで形成したことを除いては、前記実施例１と同じ方法を用いて有機発光素子を製造した。
【０１９１】
【化２０】
0006355889.tif 000027
【０１９２】
（実施例６）
正孔輸送層と発光層との間に化合物７０１を真空蒸着して３００Å厚さの電子阻止層を形成し、電子制御層の形成時に厚さを５０Åの代わりに２００Åで形成したことを除いては、前記実施例１と同じ方法を用いて有機発光素子を製造した。
（比較例１）
電子制御層を形成していないことを除いては、前記実施例１と同じ方法を用いて有機発光素子を製造した。
（比較例２）
電子制御層を形成していないことを除いては、前記実施例５と同じ方法を用いて有機発光素子を製造した。
（比較例３）
化合物１を真空蒸着して２００Å厚さの電子制御層を形成する代わりに、下記の化合物６０１を使って２００Å厚さの層を形成したことを除いては、前記実施例３と同じ方法を用いて有機発光素子を製造した。
【０１９３】
【化２１】
0006355889.tif 000028
【０１９４】
（比較例４）
化合物１を真空蒸着して４５０Å厚さの電子制御層を形成する代わりに、化合物６０１を使って４５０Å厚さの層を形成したことを除いては、前記実施例４と同じ方法を用いて有機発光素子を製造した。
（実施例７）
アノードとしては、コーニング社製のガラスを使った三星モバイルディスプレイ（ＳＭＤ）社製のＩＴＯ（７ｎｍ）／Ａｇ（１００ｎｍ）／ＩＴＯ（７ｎｍ）基板を５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．７ｍｍサイズに切り取り、純水を用いてそれぞれ３０分間超音波洗浄及び３０分間イソプロピルアルコールで洗浄し、１０分間紫外線およびオゾンにさらした後、真空蒸着装置に取り付けた。
【０１９５】
前記ガラス基板の上部に化合物３０１を真空蒸着して７５０Å厚さの正孔注入層を形成した後、前記正孔注入層の上部に化合物３１１を真空蒸着して、１３００Å厚さの正孔輸送層を形成した。
【０１９６】
前記正孔輸送層の上部に化合物７０１を真空蒸着して３００Å厚さの電子阻止層を形成した。
【０１９７】
前記電子阻止層の上部に、ホストとして化合物５０８と、燐光ドーパントとして化合物４０２とを、９５：５の重量比で同時蒸着することで４００Å厚さの緑色発光層を形成した。
【０１９８】
次いで、前記発光層の上部に化合物１を真空蒸着して５０Å厚さの電子制御層を形成した。
【０１９９】
前記電子制御層の上部に、化合物２０１（化合物１と同一）とＬｉＱとを１：１の重量比で真空蒸着して１００Å厚さの電子輸送層を形成した。
【０２００】
前記電子輸送層の上部にＬｉＦを真空蒸着して５Å厚さの電子注入層を形成した後、Ｍｇ：Ａｇを１０：１の重量比で真空蒸着して１３０Å厚さのカソードを形成することで有機発光素子を製造した。
【０２０１】
【化２２】
0006355889.tif 000029
【０２０２】
（実施例８）
電子制御層の形成時に厚さを５０Åの代わりに１００Åで形成したことを除いては、前記実施例７と同じ方法を用いて有機発光素子を製造した。
（実施例９）
電子制御層の形成時に厚さを５０Åの代わりに２００Åで形成したことを除いては、前記実施例７と同じ方法を用いて有機発光素子を製造した。
（実施例１０）
電子阻止層を形成せずに、電子制御層の形成時に厚さを５０Åの代わりに２００Åで形成したことを除いては、前記実施例７と同じ方法を用いて有機発光素子を製造した。
（比較例５）
電子制御層を形成していないことを除いては、前記実施例１０と同じ方法を用いて有機発光素子を製造した。
（比較例６）
電子制御層を形成していないことを除いては、前記実施例７と同じ方法を用いて有機発光素子を製造した。
（比較例７）
化合物１を真空蒸着して２００Å厚さの電子制御層を形成する代わりに、化合物６０１を使って２００Å厚さの層を形成したことを除いては、前記実施例９と同じ方法を用いて有機発光素子を製造した。
（実施例１１）
アノードとしては、コーニング社製のガラスを使った三星モバイルディスプレイ（ＳＭＤ）社製のＩＴＯ（７ｎｍ）／Ａｇ（１００ｎｍ）／ＩＴＯ（７ｎｍ）基板を５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．７ｍｍサイズに切り取り、純水を用いてそれぞれ３０分間超音波洗浄及び３０分間イソプロピルアルコールで洗浄した後、真空蒸着装置に取り付けた。
【０２０３】
前記ガラス基板の上部に化合物３０１を真空蒸着して７５０Å厚さの正孔注入層を形成した後、前記正孔注入層の上部に化合物３１１を真空蒸着して１３００Å厚さの正孔輸送層を形成した。
【０２０４】
前記正孔輸送層の上部に、ホストとして化合物５０４及び化合物５０９の２：８重量比混合物と、燐光ドーパントとして化合物４０２とを、８５：１５の重量比で同時蒸着することで４００Å厚さの緑色発光層を形成した。
【０２０５】
次いで、前記発光層の上部に化合物１を真空蒸着して５０Å厚さの電子制御層を形成した。
【０２０６】
前記電子制御層の上部に、化合物２０１（化合物１と同一）とＬｉＱとを、１：１の重量比で真空蒸着して１００Å厚さの電子輸送層を形成した。
【０２０７】
前記電子輸送層の上部にＬｉＦを真空蒸着して５Å厚さの電子注入層を形成した後、Ｍｇ：Ａｇを１０：１の重量比で真空蒸着して１３０Å厚さのカソードを形成することで有機発光素子を製造した。
【０２０８】
【化２３】
0006355889.tif 000030
【０２０９】
（実施例１２）
電子制御層の形成時に厚さを５０Åの代わりに１００Åで形成したことを除いては、前記実施例１１と同じ方法を用いて有機発光素子を製造した。
（実施例１３）
電子制御層の形成時に厚さを５０Åの代わりに２００Åで形成したことを除いては、前記実施例１１と同じ方法を用いて有機発光素子を製造した。
（実施例１４）
正孔輸送層と発光層との間に化合物７０１を真空蒸着して３００Å厚さの電子阻止層を形成し、電子制御層の形成時に厚さを５０Åの代わりに１００Åで形成したことを除いては、前記実施例１１と同じ方法を用いて有機発光素子を製造した。
（比較例８）
電子制御層を形成していないことを除いては、前記実施例１１と同じ方法を用いて有機発光素子を製造した。
（比較例９）
電子制御層を形成していないことを除いては、前記実施例１４と同じ方法を用いて有機発光素子を製造した。
（比較例１０）
化合物１を真空蒸着して２００Å厚さの電子制御層を形成する代わりに、化合物６０１を使って２００Å厚さの層を形成したことを除いては、前記実施例１３と同じ方法を用いて有機発光素子を製造した。
【０２１０】
前記実験条件をまとめて下記表１に示した。
【０２１１】
【表１】
0006355889.tif 000031
【０２１２】
（評価例）
実施例１〜６及び比較例１〜４による有機発光素子に対して、輝度を０．１ｃｄ／ｍ２〜１０，０００ｃｄ／ｍ２範囲で変更しながら赤色発光効率を測定し、その結果を図７に示し、これを規格化して図８に示した。
【０２１３】
図７を参照すると、実施例１〜６による有機発光素子は、低輝度で比較例１〜４による有機発光素子より全般的に低い発光効率を示した。
【０２１４】
このグラフを規格化した図８を参照すると、実施例１〜６による有機発光素子は、約１００ｃｄ／ｍ２以上の高輝度領域で、比較例１〜４による有機発光素子と類似したレベルの発光効率を示すことが分かる。しかし、約１ｃｄ／ｍ２近くの低輝度領域で、実施例１〜６による有機発光素子は、比較例１〜４による有機発光素子に比べて非常に低いレベルの発光効率を示した。発光効率の低下が容易に分かるように、グラフ上に矢印で示した。
【０２１５】
実施例１〜６及び比較例１〜４による有機発光素子について、輝度による発光効率特性の改善の程度を調べるために、Ｓ比（Ｓ−ｒａｔｉｏ）を計算して表２に示した。
【０２１６】
【表２】
0006355889.tif 000032
【０２１７】
Ｓ比は、１，０００ｃｄ／ｍ２における電流効率値を１ｃｄ／ｍ２における電流効率値で割った比として定義される。Ｓ比が大きいほど、輝度対効率グラフの形がＳ字状に近くなり、これは、有機発光素子が高輝度領域で高い発光効率を示し、低輝度領域では低い発光効率を示す傾向が大きいということを意味する。
【０２１８】
表２を参照すると、実施例１〜６による有機発光素子は、Ｓ比がいずれも１を超え、実施例６の場合にはほぼ２に近づいた一方、比較例１〜４による有機発光素子は、Ｓ比が１以下であった。すなわち、実施例１〜６による有機発光素子は、比較例１〜４による有機発光素子に比べて輝度対効率グラフの形がＳ字状にさらに近いということが分かる。
【０２１９】
これから、実施例１〜６による有機発光素子は、高輝度領域では高い赤色発光効率を示し、低輝度領域では非常に低い赤色発光効率を示しているため、輝度による発光効率特性が改善することが確認できる。
【０２２０】
実施例７〜１０及び比較例５〜７による有機発光素子について、輝度を０．１ｃｄ／ｍ２〜１０，０００ｃｄ／ｍ２範囲で変更しながら緑色発光効率を測定し、その結果を図９に示し、これを規格化して図１０に示した。
【０２２１】
図９を参照すると、実施例８〜１０による有機発光素子は、低輝度で比較例５〜７による有機発光素子より全般的に発光効率が低いことが分かる。実施例７による有機発光素子は、比較例５〜７による有機発光素子と類似したレベルの発光効率を示す。
【０２２２】
このグラフを規格化した図１０を参照すると、実施例７〜１０による有機発光素子は、約１００ｃｄ／ｍ２以上の高輝度領域で、比較例５〜７による有機発光素子と類似したレベルの発光効率を示すことが分かる。しかし、約１ｃｄ／ｍ２近くの低輝度領域で、実施例７〜１０による有機発光素子は、比較例５〜７による有機発光素子に比べて低いレベルの発光効率を示した。発光効率の低下が容易に分かるように、グラフ上に矢印で示した。
【０２２３】
実施例７〜１０及び比較例５〜７による有機発光素子について、輝度による発光効率特性の改善の程度を調べるために、Ｓ比を計算して表３に示した。
【０２２４】
【表３】
0006355889.tif 000033
【０２２５】
表３を参照すると、実施例７〜１０による有機発光素子は、Ｓ比がいずれも１を超え、実施例９の場合には１.７以上である一方、比較例５〜７による有機発光素子は、Ｓ比が１付近またはその以下であった。すなわち、実施例７〜１０による有機発光素子は、比較例５〜７による有機発光素子に比べて輝度対効率グラフの形がＳ字状にさらに近いということが分かる。
【０２２６】
これにより、実施例７〜１０による有機発光素子は、高輝度領域では高い緑色発光効率を示し、低輝度領域では非常に低い緑色発光効率を示して、輝度による発光効率特性が改善することが分かる。
【０２２７】
実施例１１〜１４及び比較例８〜１０による有機発光素子について、輝度を０．１ｃｄ／ｍ２〜１０，０００ｃｄ／ｍ２範囲に変更しつつ緑色発光効率を測定し、その結果を図１１に示し、これを規格化して図１２に示した。
【０２２８】
図１１を参照すると、実施例１１〜１４による有機発光素子は、低輝度で比較例８〜１０による有機発光素子より全般的に低い発光効率を示した。
【０２２９】
このグラフを規格化した図１２を参照すると、実施例１１〜１４による有機発光素子は、約１００ｃｄ／ｍ２以上の高輝度領域で、比較例８〜１０による有機発光素子と類似したレベルの発光効率を示した。しかし、約１ｃｄ／ｍ２近くの低輝度領域で、実施例１１〜１４による有機発光素子は、比較例８〜１０による有機発光素子に比べて非常に低いレベルの発光効率を示した。発光効率の低下が容易に分かるように、グラフ上に矢印で示した。
【０２３０】
実施例１１〜１４及び比較例８〜１０による有機発光素子について、輝度による発光効率特性の改善の程度を調べるために、Ｓ比を計算して表４に示した。
【０２３１】
【表４】
0006355889.tif 000034
【０２３２】
表４を参照すると、実施例１１〜１４による有機発光素子は、Ｓ比がいずれも１を超え、実施例１２〜１３の場合には３以上であり、特に、実施例１４の場合には５以上であった。それに比べて、比較例８〜１０による有機発光素子は、Ｓ比が１以下であった。すなわち、実施例１１〜１４による有機発光素子は、比較例８〜１０による有機発光素子に比べて輝度対効率グラフの形がＳ字状にさらに近いということになる。
【０２３３】
実施例１１〜１４による有機発光素子は、他の場合よりＳ比の値が非常に高かったが、これはホスト材料として、正孔輸送単位と電子輸送単位とを同時に持つバイポーラ化合物である化合物５０４と、正孔輸送単位を持つ化合物である化合物５０９との混合物を使ったことから起因すると考えられる。
【０２３４】
これにより、実施例１１〜１４による有機発光素子は、高輝度領域では高い緑色発光効率を示し、低輝度領域では非常に低い緑色発光効率を示しているため、輝度による発光効率特性が改善することが確認できる。前記赤色発光素子と緑色発光素子及び青色発光素子を含むフルカラー有機発光表示装置は、高輝度領域では高い発光効率を示し、ブラック状態では赤色及び緑色発光が抑えられて高い発光効率特性を示す。
【産業上の利用可能性】
【０２３５】
本発明は、有機発光素子及びこれを備える有機発光表示装置関連の技術分野に好適に用いられる。
【符号の説明】
【０２３６】
１００、２００、３００、４００    有機発光素子、
１１０、２１０、３１０、４１０    基板、
１３０、２３０、３３０、４３０    第１電極、
１５０、２５０、３５０、４５０    有機層、
１６０、２６０、３６０、４６０    発光層、
１７１、２７１、３７１、４７１    電子制御層、
１７３、２７３、３７３、４７３    電子輸送層、
３７５、４７５    電子注入層、
２８１、４８１    電子阻止層、
３８３、４８３    正孔注入層、
３８５、４８５    正孔輸送層、
１９０、２９０、３９０、４９０    第２電極。
【図１】
0006355889.tif 000043
【図２】
0006355889.tif 000044
【図３】
0006355889.tif 000045
【図４】
0006355889.tif 000046
【図５】
0006355889.tif 000047
【図６】
0006355889.tif 000048
【図７】
0006355889.tif 000049
【図８】
0006355889.tif 000050
【図９】
0006355889.tif 000051
【図１０】
0006355889.tif 000052
【図１１】
0006355889.tif 000053
【図１２】
0006355889.tif 000054