(57)【要約】【課題】有機発光素子を提供する。【解決手段】第１電極と、第２電極と、第１電極と第２電極との間に位置した発光層と、第１電極と発光層との間に位置した第１正孔注入層と、第１電極と発光層との間に位置した第２正孔注入層と、発光層と第２電極との間に位置した電子輸送層と、を備える有機発光素子であって、第１正孔注入層は、金属フッ化物及び第１正孔注入物質を含み、第２正孔注入層は、モリブデン酸化物及び第２正孔注入物質を含み、電子輸送層は、電子輸送物質及び下記化学式１で表示される金属化合物を含むことを特徴とする有機発光素子である。（化学式１）  ＸａＹｂ  Ｘは、アルカリ金属、アルカリ土類金属または遷移金属であり、Ｙは、７族元素またはＣ１ないしＣ２０有機基であり、ａは、１ないし３の数であり、ｂは、１ないし３の数である。【選択図】図１Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に位置した発光層と、前記第１電極と前記発光層との間に位置した第１正孔注入層と、前記第１電極と前記発光層との間に位置した第２正孔注入層と、前記発光層と前記第２電極との間に位置した電子輸送層と、を備える有機発光素子であって、前記第１正孔注入層は、金属フッ化物及び第１正孔注入物質を含み、前記第２正孔注入層は、モリブデン酸化物及び第２正孔注入物質を含み、前記電子輸送層は、電子輸送物質及び下記化学式１で表示される金属化合物を含むことを特徴とする有機発光素子：
（化学式１）
ＸａＹｂ
Ｘは、アルカリ金属、アルカリ土類金属または遷移金属であり、
Ｙは、７族元素またはＣ１ないしＣ２０有機基であり、
ａは、１ないし３の数であり、
ｂは、１ないし３の数である。
【請求項２】
前記金属フッ化物及び前記第１正孔注入物質の混合比は、１：１ないし３：１であ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３】
前記モリブデン酸化物及び前記第２正孔注入物質の混合比は、１：１ないし３：１であ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４】
前記金属フッ化物において、金属が第１族元素または第２族元素であ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５】
前記第１正孔注入物質及び前記第２正孔注入物質は、それぞれ独立的に銅フタロシアニン、１，３，５−トリカルバゾリルベンゼン、４，４’−ビスカルバゾリルビフェニル、ポリビニルカルバゾール、ｍ−ビスカルバゾリルフェニル、４，４’−ビスカルバゾリル−２，２’−ジメチルビフェニル、４，４’，４”−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）、４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、１，３，５−トリ（２−カルバゾリルフェニル）ベンゼン、１，３，５−トリス（２−カルバゾリル−５−メトキシフェニル）ベンゼン、ビス（４−カルバゾリルフェニル）シラン、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）、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（α−ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフチル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＮＰＢ）、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−ｃｏ−Ｎ−（４−ブチルフェニル）ジフェニルアミン）（ＴＦＢ）またはポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−ｃｏ−ビス−Ｎ，Ｎ−フェニル−１，４−フェニレンジアミン（ＰＦＢ）からなる群から選択された一つであ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１正孔注入層と前記第２正孔注入層との厚さの比は、１：９ないし９：１であることを特徴とする請求項５に記載の有機発光素子。
【請求項７】
前記化学式１で、Ｘは、Ｌｉ，Ｃｓ，Ｎａ，ＢａまたはＭｇであ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８】
前記化学式１で、Ｙは、Ｆ、キノレートまたはアセトアセテートであ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】
前記化学式１で表示される金属化合物は、リチウムキノレート、ナトリウムキノレート、リチウムアセトアセテート、マグネシウムアセトアセテート、フッ化リチウム、フッ化セシウム及びフッ化ナトリウムからなる群から選択された一つ以上であ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１０】
前記化学式１で表示される金属化合物の含量は、前記電子輸送物質１００重量部を基準として３０ないし６０重量部であ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１１】
前記電子輸送物質の電子移動度は、電場の平方根８００ないし１０００（Ｖ／ｃｍ）１／２で１０−８ｃｍ２／Ｖｓ以上であ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１２】
前記電子輸送物質は、下記化学式２で表示されるビス（１０−ヒドロキセベンゾ［ｈ］キノリナトベリリウム（Ｂｅｂｑ２）、その誘導体からなる群から選択された一つ以上であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子：
（化学式２）
【化１】
2009212514.tif 000007
【請求項１３】
前記化学式１で表示される金属化合物及び電子輸送物質を含む電子輸送層を第１電子輸送層として備え、また、前記第１電子輸送層以外に他の第２電子輸送層をさらに備え、前記第２電子輸送層は、第２電子輸送物質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１４】
前記第２電子輸送物質の電子移動度は、電場の平方根８００ないし１０００（Ｖ／ｃｍ）１／２で１０−８ｃｍ２／Ｖｓ以上であることを特徴とする請求項１３に記載の有機発光素子。
【請求項１５】
前記第２電子輸送物質の電子移動度は、電場の平方根８００ないし１０００（Ｖ／ｃｍ）１／２で１０−３ないし１０−８ｃｍ２／Ｖｓであることを特徴とする請求項１３に記載の有機発光素子。
【請求項１６】
前記第１電子輸送層と前記第２電子輸送層との厚さ比は、２：１ないし１：２であることを特徴とする請求項１３に記載の有機発光素子。
【請求項１７】
前記第１電子輸送層で化学式１で表示される金属化合物の含量は、電子輸送物質１００重量部を基準として３０ないし６０重量部であることを特徴とする請求項１３に記載の有機発光素子。
【請求項１８】
前記素子は、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層及び電子注入層からなる群から選択された一つ以上の層をさらに備え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１９】
前記素子は、第１電極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／第２電極、第１電極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／第２電極、または第１電極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層／第２電極の構造を有することを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光素子に係り、特に新規な電子注入材料及び新規な電子輸送材料を利用して駆動電圧、発光効率、寿命などの特性が改善された有機発光素子に関する。
【０００２】
本発明は、高品位の有機発光素子の開発のための必須先行技術に係り、有機発光素子の消費電力低減及び寿命改善に関する。
【背景技術】
【０００３】
有機発光素子とは、図１に示すように、二つの電極間に挿入されている有機膜に電流を印加するとき、有機膜で電子と正孔との結合により光が発生する装置をいう。したがって、有機発光素子は、高画質、速い応答速度及び広視野角の特性を有する軽量薄型の情報表示装置の具現を可能にするという長所を有する。これは、有機発光表示素子技術の急激な成長を先導する原動力となり、現在、有機発光素子は、携帯電話だけでなく、その他の高品位の情報表示装置までにその応用領域が拡張されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】韓国公開特許第１０−２００８−００１９６１８号公報
【０００５】
かかる有機発光素子の急成長は、学術的側面だけでなく、産業技術側面でＴＦＴ−ＬＣＤのようなその他の情報表示素子との競争を避けられず、既存の有機発光素子は、量的、質的成長を阻害する最も大きい要因として残っている素子の効率、寿命延長及び消費電力低減という技術的限界を克服せねばならない難局に直面している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、前述した問題点を解決して二つの電荷注入が容易になって、電圧減少による消費電力が低減するだけでなく、駆動電圧、発光効率及び寿命特性を改善させた有機発光素子を提供するところにある。
【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、本発明では、第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に位置した発光層と、前記第１電極と前記発光層との間に位置した第１正孔注入層と、前記第１電極と前記発光層との間に位置した第２正孔注入層と、前記発光層と前記第２電極との間に位置した電子輸送層と、を備える有機発光素子であって、前記第１正孔注入層は、金属フッ化物及び第１正孔注入物質を含み、前記第２正孔注入層は、モリブデン酸化物及び第２正孔注入物質を含み、前記電子輸送層は、電子輸送物質及び下記化学式１で表示される金属化合物を含むことを特徴とする有機発光素子を提供する。
【０００８】
（化学式１）
ＸａＹｂ
【０００９】
Ｘは、アルカリ金属、アルカリ土類金属または遷移金属であり、Ｙは、７族元素またはＣ１ないしＣ２０有機基であり、ａは、１ないし３の数であり、ｂは、１ないし３の数である。
【００１０】
また、望ましくは、前記化学式１で表示される金属化合物及び電子輸送物質を含む電子輸送層以外に他の電子輸送層をさらに備えることもできる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の有機発光素子は、優秀な電気的特性を有し、赤色、緑色、青色、白色などのあらゆるカラーの蛍光及び燐光素子に適した新規な正孔注入材料を使用する。また、本発明の有機発光素子は、新規な電子輸送材料を利用して電子注入層を形成せずにも電子注入能力が非常に改善される。その結果、一般的な電子輸送材料を使用した場合と比較して電流効率、電力効率が向上するだけでなく、発光層に注入される電荷バランスが調節されて駆動電圧及び寿命特性が改善される。このように構成されて二つの電荷注入の障壁を低めて消費電力を低減させることができ、新規な正孔注入材料及び新規な電子輸送材料の電荷移動度の調節を通じて電流効率を極大化させることができる。その他にも、高輝度、長寿命の長所がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】本発明の実施例による有機発光素子の構造を簡略に示す断面図である。
【図１Ｂ】本発明の実施例による有機発光素子の構造を簡略に示す断面図である。
【図２】本発明の他の実施例による有機発光素子の層のＨＯＭＯレベル及びＬＵＭＯレベルの差を概略的に示すエネルギーバンドダイヤグラムである。
【図３】本発明の一実施例及び従来の有機発光素子の電流効率特性を測定したグラフである。
【図４】本発明の一実施例及び従来の有機発光素子の消費電力を測定したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
【００１４】
高効率性能を有する有機発光素子を具現するためには、発光層での電荷バランスが非常に重要である。このために、本発明では、正孔注入層を２層で形成し、それをそれぞれ第１正孔注入層及び第２正孔注入層とすれば、第１正孔注入層の形成時、金属フッ化物及び第１正孔注入物質を利用し、第２正孔注入層の形成時、モリブデン酸化物及び第２正孔注入物質を利用し、電子輸送層の形成時、下記化学式１で表示される金属化合物及び電子輸送物質を利用する。
【００１５】
（化学式１）
ＸａＹｂ
【００１６】
Ｘは、アルカリ金属、アルカリ土類金属または遷移金属であり、Ｙは、７族元素またはＣ１ないしＣ２０有機基であり、ａは、１ないし３の数であり、ｂは、１ないし３の数である。
【００１７】
本発明による有機発光素子において、第１正孔注入層は、金属フッ化物と第１正孔注入物質との混合物を含むが、前記第１正孔注入層に含まれている金属フッ化物は、新規な正孔注入層形成用の材料である。
【００１８】
一般的に、正孔注入障壁を減らすために使われる物質は、純粋有機ベースの物質として使われ、この場合、電極と有機物質とのエネルギーギャップを最大限狭める目的で設計される。しかし、本発明によって、前記金属フッ化物混合物を含む第１正孔注入層を電極界面層に使用すれば、電極界面に双極子モーメントが生じ、かかる双極子は、電場を有機発光素子に加えた場合、正孔の注入をさらに有機的に可能にする（誘起双極子）。
【００１９】
前記金属フッ化物において、金属は、望ましくは、第１族元素または第２族元素である。例えば、ＬｉＦ，ＮａＦ，ＭｇＦ２，Ｆ１６−ＣｕＰｃ，Ｆ８−ＣｕＰｃ，Ｆ４−ＴＣＮＱ，ＣｓＦなどがある。
【００２０】
望ましくは、かかる金属フッ化物及び前記第１正孔注入物質の混合比は、１：１ないし３：１である。前記混合比が１：１未満で、第１正孔注入層に含まれた金属フッ化物の含量が少量である場合、駆動電圧の減少幅が狭く、また、前記混合比が３：１を超えて金属フッ化物の含量が過量含まれる場合、駆動電圧が上昇するという問題点がある。
【００２１】
また、本発明による有機発光素子は、第２正孔注入層を備えてよく、前記第２正孔注入層は、モリブデン酸化物及び第２正孔注入物質の混合物を含み、このとき、前記第２正孔注入層に含まれているモリブデン酸化物は、新規な正孔注入層形成用の材料である。
【００２２】
本発明によって前記モリブデン酸化物を含む混合物を第２正孔注入層に使用すれば、モリブデン酸化物の電気伝導性を利用して電荷輸送密度を増大させ、また、有機発光素子内の抵抗を減少させて全体的な電荷を移動させるのに必要な電場の強度を低めることができる。また、有機物構造で存在するエネルギートラップ分布を減らし、表面モルフォロジーを改善させて接触抵抗が低くなって電荷蓄積を防止できる。
【００２３】
前記金属フッ化物及びモリブデン酸化物は、公知の多様な方法を利用して製造可能であり、これは、当業者に容易に認識可能である。
【００２４】
前述したように、前記第１正孔注入物質と前記第２正孔注入物質とは、それぞれ独立的に正孔注入層形成用の材料として当業界で一般的に使われる化合物でありうる。その例として、銅フタロシアニン、１，３，５−トリカルバゾリルベンゼン、４，４’−ビスカルバゾリルビフェニル、ポリビニルカルバゾール、ｍ−ビスカルバゾリルフェニル、４，４’−ビスカルバゾリル−２，２’−ジメチルビフェニル、４，４’，４”−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）、４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、１，３，５−トリ（２−カルバゾリルフェニル）ベンゼン、１，３，５−トリス（２−カルバゾリル−５−メトキシフェニル）ベンゼン、ビス（４−カルバゾリルフェニル）シラン、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）、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（α−ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフチル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＮＰＢ）が挙げられる。
【００２５】
前記のように、本発明による第１正孔注入層及び第２正孔注入層を備える有機発光素子は、駆動電圧、発光効率、寿命などの特性が改善され、特にデジタル駆動（定電圧駆動）時に寿命低下が最小化されるという長所を有する。
【００２６】
図２は、本発明の一具現例による有機発光素子の層のＨＯＭＯレベル及びＬＵＭＯレベルの差を概略的に示すエネルギーバンドダイヤグラムである。
【００２７】
かかる構造による本発明による有機発光素子は、電荷注入障壁を低めることができ、また、界面の接触抵抗を減らして駆動時に寿命がさらに延長できる。
【００２８】
望ましくは、前記第１正孔注入層と前記第２正孔注入層との厚さ比が１：９ないし９：１である。第１正孔注入層と第２正孔注入層との厚さ比が１：９以上となって、第１正孔注入層の厚さが第２正孔注入層に対して相対的に薄すぎれば、誘起双極子効果が小さくて駆動電圧の減少効果がなく、９：１を超えて第１正孔注入層の厚さが第２正孔注入層に対して比較的厚くなれば、駆動電圧が再び上昇するという問題点がある。
【００２９】
前記金属フッ化物及びモリブデン酸化物は、公知の多様な方法を利用して製造可能であり、これは、当業者に容易に認識可能である。
【００３０】
前記化学式１で、Ｘは、Ｌｉ，Ｃｓ，Ｎａ，Ｂａ，Ｍｇであり、Ｙは、Ｆ、キノレート、アセトアセテートである。
【００３１】
前記化学式１で表示される金属化合物は、リチウムキノレート、ナトリウムキノレート、リチウムアセトアセテート、マグネシウムアセトアセテート、フッ化リチウム、フッ化セシウム、フッ化ナトリウムからなる群から選択された一つ以上であることが望ましい。
【００３２】
本発明による有機発光素子は、別途の電子注入層を必要とせず、かつ電子注入がさらに容易になる。
【００３３】
また、前述した電子輸送層以外に、電子移動度が電場の平方根８００ないし１０００（Ｖ／ｃｍ）１／２で１０−８ｃｍ２／Ｖｓ以上である電子輸送物質を含む電子輸送層をさらに備える。さらに詳細に説明すれば、本発明の有機発光素子は、前記化学式１で表示される金属化合物及び電子輸送物質を含む電子輸送層を第１電子輸送層として備え、また、前記第１電子輸送層以外に他の第２電子輸送層をさらに備え、前記第２電子輸送層は、第２電子輸送物質を含む。
【００３４】
このように２層構造の電子輸送層を備える場合には、単層の電子輸送層を使用する場合と比較してはるかにさらに有機的な電子注入が可能になり、これにより、電圧減少による消費電力が大きく低減するという長所がある。
【００３５】
前記第２電子輸送物質は、前述したように前記電子移動度が１０−８ｃｍ２／Ｖｓ以上である電子輸送物質で形成され、望ましくは、電場の平方根８００ないし１０００（Ｖ／ｃｍ）１／２で１０−３ないし１０−８ｃｍ２／Ｖｓの電子移動度を有し、具体的な例としてＢｅＢｑ２が挙げられる。
【００３６】
前記第１電子輸送物質は、第２電子輸送物質と同一に電子移動度が１０−８ｃｍ２／Ｖｓ以上である電子輸送物質で形成され、第２電子輸送物質と同じ組成または異なる材料から選択できる。そのうち、第２電子輸送物質と前記電子輸送物質とが同じ材料で構成される場合が工程性側面でさらに望ましい。
【００３７】
前記第１電子輸送層と第２電子輸送層との厚さ比は、１：１ないし１：２であることが望ましい。
【００３８】
前記第１電子輸送層を構成する電子輸送物質の望ましい例としては、ＢｅＢｑ２がある。
【００３９】
前記第２電子輸送層の第２電子輸送物質の望ましい例としては、Ａｌｑ３がある。
【００４０】
本発明の有機発光素子は、前記のように電子注入層が不要であるので省略可能である。
【００４１】
図２は、前記のような本発明の一具現例による有機発光素子の層のＨＯＭＯレベル及びＬＵＭＯレベルの差を概略的に示すエネルギーバンドダイヤグラムである。
【００４２】
前記化学式１で表示される金属化合物は、公知の多様な方法を利用して製造可能であり、これは、当業者に容易に認識可能である。
【００４３】
本発明による有機発光素子の構造は、非常に多様である。
【００４４】
本発明の有機発光素子は、図１Ａないし図１Ｂに示したアノード、正孔注入層（Ｈｏｌｅ  Ｉｎｊｅｃｔｉｎｇ  Ｌａｙｅｒ：ＨＩＬ）、正孔輸送層（Ｈｏｌｅ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｌａｙｅｒ：ＨＴＬ）、発光層（Ｅｍｉｓｓｉｖｅ  Ｌａｙｅｒ：ＥＭＬ）、電子輸送層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｌａｙｅｒ：ＥＴＬ）、電子注入層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｉｎｊｅｃｔｉｎｇ  Ｌａｙｅｒ：ＥＩＬ）、カソード構造の有機発光素子だけでなく、多様な構造の有機発光素子の構造が可能であり、必要に応じて一層または二層の中間層をさらに形成することも可能である。
【００４５】
以下、本発明の一実施形態による有機発光素子の製造方法を説明する。
【００４６】
まず、基板の上部に第１電極であるアノード電極用物質をコーティングして、アノード電極を形成する。ここで、基板としては、一般的な有機ＥＬ素子で使われる基板を使用するが、透明性、表面平滑性、取扱容易性及び防水性に優れた有機基板または透明プラスチック基板が望ましい。そして、アノード電極用物質としては、透明かつ伝導性に優れた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）などを使用する。
【００４７】
次いで、前記第１電極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法のような多様な方法を利用して第１正孔注入層（ＨＩＬ１）を形成できる。例えば、前記ＨＩＬ物質である金属フッ化物及び公知のＨＩＬ形成用の有機化合物を共蒸着できる。
【００４８】
次いで、前記ＨＩＬ１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法のような多様な方法を利用して第２正孔注入層（ＨＩＬ２）も形成する。例えば、前記ＨＩＬ物質であるモリブデン酸化物及び公知のＨＩＬ形成用の有機化合物を共蒸着できる。
【００４９】
真空蒸着法によりＨＩＬを形成する場合、その蒸着条件は、ＨＩＬの材料として使用する化合物、目的とするＨＩＬの構造及び熱的特性などによって異なるが、一般的に蒸着温度５０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、膜厚は通常１０Åないし５μｍの範囲で適切に選択することが望ましい。
【００５０】
前記ＨＩＬの上部にＨＴＬ物質を真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ法のような方法により形成できるが、均一な膜質を得やすく、ピンホールが発生しがたいというなどの点で真空蒸着法により形成することが望ましい。真空蒸着法によりＨＴＬ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ＨＩＬの形成とほぼ同じ条件範囲中で選択される。
【００５１】
前記ＨＴＬ物質は、特に制限されず、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）、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（α−ＮＰＤ）などが使われる。
【００５２】
次いで、前記ＨＴＬの上部にＥＭＬが導入され、ＥＭＬの材料は、特に制限されない。ここで、ＥＭＬの形成方法としては、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ法のような方法を使用できる。
【００５３】
前記ＨＩＬの上部にＥＭＬを形成する。ＥＭＬをなす物質は、特に制限されない。さらに具体的に、オキサジアゾールダイマー染料（Ｂｉｓ−ＤＡＰＯＸＰ）、スピロ化合物（Ｓｐｉｒｏ−ＤＰＶＢｉ，Ｓｐｉｒｏ−６Ｐ）、トリアリールアミン化合物、ビス（スチリル）アミン（ＤＰＶＢｉ，ＤＳＡ）、４，４’−ビス（９−エチル−３−カルバゾビニレン）−１，１’−ビフェニル（ＢＣｚＶＢｉ）、ぺリレン、２，５，８，１１−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルぺリレン（ＴＰＢｅ）、９Ｈ−カルバゾール−３，３’−（１，４−フェニレン−ジ−２，１−エテン−ジイル）ビス［９−エチル−（９Ｃ）］（ＢＣｚＶＢ）、４，４−ビス［４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル］ビフェニル（ＤＰＡＶＢｉ）、４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４’−［（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル］スチルベン（ＤＰＡＶＢ）、４，４’−ビス［４−（ジフェニルアミノ）スチリル］ビフェニル（ＢＤＡＶＢｉ）、ビス（３，５−ジフルオロ−２−（２−ピリジル）フェニル−（２−カルボキシピリジル）イリジウムＩＩＩ（ＦＩｒＰｉｃ）など（以上、青色）；３−（２−ベンゾチアゾリル）−７−（ジエチルアミノ）クマリン（Ｃｏｕｍａｒｉｎ６）２，３，６，７−テトラヒドロ−１，１，７，７−テトラメチル−１Ｈ，５Ｈ，１１Ｈ−１０−（２−ベンゾチアゾリル）キノリジノ−［９，９ａ，１ｇｈ］クマリン（Ｃ５４５Ｔ）、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−キナクリドン（ＤＭＱＡ）、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（ＩＩＩ）（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）など（以上、緑色）；テトラフェニルナフタセン（ルブレン）、トリス（１−フェニルイソキノリン）イリジウム（ＩＩＩ）（Ｉｒ（ｐｉｑ）３）、ビス（２−ベンゾ［ｂ］チオフェン−２−イル−ピリジン）（アセチルアセトネート）イリジウム（ＩＩＩ）（Ｉｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ））、トリス（ジベンゾイルメタン）フェナントロリンユーロピウム（ＩＩＩ）（Ｅｕ（ｄｂｍ）３（ｐｈｅｎ））、トリス［４，４’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−（２，２’）−ビピリジン］ルテニウム（ＩＩＩ）錯体（Ｒｕ（ｄｔｂ−ｂｐｙ）３＊２（ＰＦ６））、ＤＣＭ１、ＤＣＭ２、Ｅｕ（三フッ化テノイルアセトン）３（Ｅｕ（ＴＴＡ）３）、ブチル−６−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル）−４Ｈ−ピラン）（ＤＣＪＴＢ）など（以上、赤色）を使用できる。また、高分子発光物質としては、フェニレン系、フェニレンビニレン系、チオフェン系、フルオレン系及びスピロフルオレン系高分子のような高分子及び窒素を含む芳香族化合物などを含むが、これらに限定されるものではない。
【００５４】
前記ＥＭＬの厚さは、１０ｎｍないし５００ｎｍ、望ましくは、２０ｎｍないし１００ｎｍであることが望ましい。そのうち、特に青色ＥＭＬの厚さは２５ｎｍでありうる。ＥＭＬの厚さが１０ｎｍ未満である場合には、漏れ電流が増加して効率が低下し、寿命が減少し、５００ｎｍを超える場合には、駆動電圧の上昇幅が高くなって望ましくない。
【００５５】
場合によっては、前記ＥＭＬは、ＥＭＬホストに前記発光ドーパントをさらに付加して製造することもある。蛍光発光型ホストの材料としては、トリス（８−ヒドロキシ−キノリナト）アルミニウム（Ａｌｑ３）、９，１０−ジ（ナフチ−２−イル）アントラセン（ＡＤＮ）、３−Ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（ナフチ−２−イル）アントラセン（ＴＢＡＤＮ）、４，４’−ビス（２，２−ジフェニル−エテン−１−イル）−４，４’−ジメチルフェニル（ＤＰＶＢｉ）、４，４’−ビス（２，２−ジフェニル−エテン−１−イル）−４，４’−ジメチルフェニル（ｐ−ＤＭＤＰＶＢｉ）、Ｔｅｒｔ（９，９−ジアリールフルオレン）ｓ（ＴＤＡＦ）、２−（９，９’−スピロビフルオレン−２−イル）−９，９’−スピロビフルオレン（ＢＳＤＦ）、２，７−ビス（９，９’−スピロビフルオレン−２−イル）−９，９’−スピロビフルオレン（ＴＳＤＦ）、ビス（９，９−ジアリールフルオレン）ｓ（ＢＤＡＦ）、４，４’−ビス（２，２−ジフェニル−エテン−１−イル）−４，４’−ジ−（ｔｅｒｔ−ブチル）フェニル（ｐ−ＴＤＰＶＢｉ）などが使われ、燐光型ホストの材料としては、１，３−ビス（カルバゾール−９−イル）ベンゼン（ｍＣＰ）、１，３，５−トリス（カルバゾール−９−イル）ベンゼン（ｔＣＰ）、４，４’，４”−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン（ＴｃＴａ）、４，４’−ビス（カルバゾール−９−イル）ビフェニル（ＣＢＰ）、４，４’−ビス（９−カルバゾリル）−２，２’−ジメチル−ビフェニル（ＣＢＤＰ）、４，４’−ビス（カルバゾール−９−イル）−９，９−ジメチル−フルオレン（ＤＭＦＬ−ＣＢＰ）、４，４’−ビス（カルバゾール−９−イル）−９，９−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）フルオレン（ＦＬ−４ＣＢＰ）、４，４’−ビス（カルバゾール−９−イル）−９，９−ジ−トリル−フルオレン（ＤＰＦＬ−ＣＢＰ）、９，９−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）フルオレン（ＦＬ−２ＣＢＰ）などが使われる。
【００５６】
このとき、ドーパントの含量は、ＥＭＬ形成材料によって可変的であるが、一般的にＥＭＬ形成材料（ホストとドーパントとの総重量）１００重量部を基準として１ないし１０重量部であることが望ましい。もし、ドーパントの含量が前記範囲を外れれば、ＥＬ素子の発光特性が低下して望ましくない。本発明において、例えば、ＤＰＡＶＢｉが使われ、蛍光ホストとしては、ＡＤＮまたはＴＢＡＤＮが使われる。
【００５７】
【化１】
2009212514.tif 000003
【００５８】
【化２】
2009212514.tif 000004
【００５９】
【化３】
2009212514.tif 000005
【００６０】
次いで、電子輸送物質と前述した化学式１の金属化合物とを真空蒸着法によって積層してＥＴＬを形成する。
【００６１】
前記化学式１の金属化合物の含量は、電子輸送物質１００重量部を基準として３０ないし６０重量部であることが望ましい。もし、化学式１の金属化合物の含量が３０重量部未満であれば、金属化合物の特性が表れず、６０重量部を超えれば、絶縁特性が発生して望ましくない。
【００６２】
前記電子輸送物質としては、電子移動度が電場の平方根８００ないし１０００（Ｖ／ｃｍ）１／２で１０−８ｃｍ２／Ｖｓ以上、特に１０−３ないし１０−８ｃｍ２／Ｖｓの値を有する電子輸送物質を利用することが望ましい。
【００６３】
ＥＴＬの電子移動度が１０−８ｃｍ２／Ｖｓ以下である場合、ＥＭＬへの電子注入が不十分であって電荷バランス側面で望ましくない。
【００６４】
前記ＥＴＬ形成物質としては、下記化学式２で表示されるビス（１０−ヒドロキセベンゾ［ｈ］キノリナトベリリウム（Ｂｅｂｑ２）、その誘導体を使用する。
【００６５】
（化学式２）
【化４】
2009212514.tif 000006
【００６６】
ＥＩＬの形成時にＬｉＦ，ＮａＣｌ，ＣｓＦ，Ｌｉ２Ｏ，ＢａＯなどの物質を利用できる。前記ＥＴＬ、ＥＩＬ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ＨＩＬの形成とほぼ同じ条件範囲中で選択される。
【００６７】
最後に、ＥＩＬの上部に第２電極であるカソード形成用金属を真空蒸着法やスパッタリング法などの方法によりカソードを形成する。ここで、カソード形成用金属としては、低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、Ｌｉ，Ｍｇ，Ａｌ，Ａｌ−Ｌｉ，Ｃａ，Ｍｇ−Ｉｎ，Ｍｇ−Ａｇなどが挙げられる。また、前面発光素子を得るために、ＩＴＯ、ＩＺＯを使用した透過型カソードを使用することもできる。
【００６８】
本発明の他の一実施形態による有機発光素子の製造方法を説明すれば、次の通りである。
【００６９】
二層構造のＥＴＬを備える有機発光素子は、ＥＭＬの上部に第１電子輸送物質を真空蒸着法によって積層してＥＴＬ１を形成し、前記ＥＴＬ１の上部に第１電子輸送物質と前述した化学式１の金属化合物とを真空蒸着法によって積層してＥＴＬ２を形成することを経る点を除いては、前述した有機発光素子の製造方法と同一に実施する。
【００７０】
以下、本発明を、下記の実施例を挙げて説明するが、本発明が下記実施例にのみ限定されるものではない。
実施例１：有機発光素子の製作例
【００７１】
アノードは、コーニング社製の１５Ω／ｃｍ２（１２００Å）ＩＴＯガラス基板を５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．７ｍｍサイズにカットして、イソプロピルアルコール及び純水中で各５分間超音波洗浄した後、３０分間ＵＶオゾン洗浄して使用した。
【００７２】
前記基板の上部に、まず、ＨＩＬ１としてＭｇＦ２及びＮＰＢを共蒸着して５０Å厚さに形成した。次いで、前記ＨＩＬ１の上部にモリブデン酸化物及びｍ−ＭＴＤＡＴＡを利用してＨＩＬ２を６００Å厚さに形成した。
【００７３】
前記ＨＩＬ２の上部にＮＰＢを真空蒸着して、ＨＴＬを４０ｎｍ厚さに形成した。前記したようにＨＴＬを形成した後、このＨＴＬの上部にホストであるＡｌｑ３  １００重量部、ドーパントとしてＣ５４５Ｔ  ２重量部を使用して、それを真空蒸着してＥＭＬを形成した。
【００７４】
次いで、前記ＥＭＬの上部にＣｓＦ  ５０重量部及びＡｌｑ３  ５０重量部を真空共蒸着して、３５ｎｍ厚さのＥＴＬを形成した。
【００７５】
前記ＥＴＬの上部にＡｌ  ３０００Å（カソード）を順次に真空蒸着してＡｌ電極を形成することによって、有機発光素子を完成した。
実施例２：有機発光素子の製作例
【００７６】
フッ化リチウム５０重量部及びＡｌｑ３  ５０重量部を真空共蒸着してＥＴＬを形成した点を除いては、実施例１と同じ方法によって実施して有機発光素子を完成した。
比較例１：有機発光素子の製作例
【００７７】
ＥＴＬの形成時に共蒸着構造を利用した点を除いては、実施例１と同じ方法によって実施して有機発光素子を完成した。
【００７８】
前記実施例１及び比較例１によって製作された有機発光素子の電流密度による電力効率を調べ、その結果は図３及び図４に示した。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、有機発光素子関連の技術分野に適用可能である。
【図１Ａ】
2009212514.tif 000008
【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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