JP2012186496A - 高効率の有機発光素子およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、第1電極、第2電極、およびこれら2つの電極の間に配置された発光層をはじめとする2層以上の有機物質層を含む有機発光素子であって、前記有機物質層が、正孔注入層、正孔輸送層、および正孔注入と輸送とを同時に行う層のうちの少なくとも1つの層を含み、前記正孔注入層、正孔輸送層、および正孔注入と輸送とを同時に行う層のうちの少なくとも1つの層は、HOMOエネルギーレベルが−4eV以下である物質と、LUMOエネルギーレベルが−4eV以下である物質とを共に含む有機発光素子、およびその製造方法を提供する。
【選択図】なし
Description
本出願は2006年3月14日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第10−2006−0023608号の優先権の利益を主張し、その内容全体を本明細書に組み込む。
前記のような先行技術の核心は、有機発光素子中の有機物質層が、発光過程、すなわち電子注入、電子輸送、光励起子形成、および発光過程の役割をそれぞれ独自に分担することである。したがって、最近では、図1に示すように、陽極7、正孔注入層6、正孔輸送層5、発光層4、電子輸送層3、電子注入層2、陰極1を含む有機発光素子、あるいはそれ以上の層を用いるさらに複雑な構造の有機発光素子が用いられている。
本発明では、有機発光素子の正孔注入および/または輸送層の材料として、LUMOエネルギーレベル−4eV以下の物質と、従来有機発光素子の正孔注入および/または輸送物質として用いられてきたHOMOエネルギーレベル−4eV以下の物質とを共に用いることによって、高い効率を有する有機発光素子を製造することができる。
前記有機物質層が、正孔注入層、正孔輸送層、および正孔注入と輸送とを同時に行う層のうちの少なくとも1つの層を含み、
前記正孔注入層、正孔輸送層、および正孔注入と輸送とを同時に行う層のうちの少なくとも1つの層が、HOMOエネルギーレベル−4eV以下の物質とLUMOエネルギーレベル−4eV以下の物質とを共に含む、有機発光素子を提供する。
第1電極を準備するステップ、
第1電極上に発光層をはじめとする2層以上の有機物質層を形成させるステップ、および
前記有機物質層上に第2電極を形成させるステップ
を含む有機発光素子の製造方法であって、
前記有機物質層を形成させるステップが、正孔注入層、正孔輸送層、および正孔注入と輸送とを同時に行う層のうちの少なくとも1つの層を形成させるステップを含み、
前記正孔注入層、正孔輸送層、および正孔注入と輸送とを同時に行う層のうちの少なくとも1つの層を形成させるステップが、HOMOエネルギーレベル−4eV以下の物質と、LUMOエネルギーレベル−4eV以下の物質とを共に用いて層を形成させるステップを含むことを特徴とする、有機発光素子の製造方法を提供する。
本発明は、有機物質層として正孔注入層、正孔輸送層、および正孔注入と輸送とを同時に行う層のうちの少なくとも1つの層を含み、これらの層は、LUMOエネルギーレベル−4eV以下の物質と、従来正孔注入および/または輸送物質として用いられてきたHOMOエネルギーレベルが−4eV以下の物質とを含むことを特徴とする。
前記有機物質層は、正孔注入および/または輸送層と、発光層とだけを含むことができ、あるいは、追加の有機物質層(例えば、電子輸送層、電子注入層、正孔または電子阻止層、およびバッファー層)から選択される1以上の層をさらに含むことができる。
第1電極を準備するステップ、
第1電極上に発光層をはじめとする2層以上の有機物質層を形成させるステップ、および
前記有機物質層上に第2電極を形成させるステップ
を含み、
前記有機物質層を形成させるステップが、正孔注入層、正孔輸送層、および正孔注入と輸送とを同時に行う層のうちの少なくとも1つの層を形成させるステップを含み、
前記正孔注入層、正孔輸送層、および正孔注入と輸送とを同時に行う層のうちの少なくとも1つの層を形成させるステップが、HOMOエネルギーレベル−4eV以下の物質とLUMOエネルギーレベル−4eV以下の物質とを共に用いて層を形成させるステップを含む。
ガラス基板上に正孔注入電極として透明電極(酸化インジウムスズ)を100nmの厚さに蒸着し、これに真空状態で熱を加えた。この上に、正孔注入および輸送層として、下記化学式1の化合物(HOMO:約−5.33eV)にヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリル(LUMO:約−5.5〜−6eV)を40体積%ドーピングしたものを、60nmの厚さに蒸着した。この上に、正孔輸送および電子阻止層として、N,N’−ビス−(1−ナフチル)−N,N’−ジフェニル−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン(NPB)を20nmの厚さに蒸着した。この上に発光層として、トリス(8−ヒドロキシキノリノ)アルミニウム(Alq3)および10−(2−ベンゾチアゾリル)−1,1,7,7−テトラメチル−2,3,6,7−テトラヒドロ−1H,5H,11H−[1]ベンゾピラノ[6,7,8−ij]−キノリジン−11−オン)(C545t)を25nmの厚さに蒸着した。この上に電子輸送および注入層として、トリス(8−ヒドロキシキノリノ)アルミニウム(Alq3)を25nmの厚さに蒸着した。この上に電子注入層としてLiFを1nmの厚さに蒸着した後、この上に電子注入電極としてアルミニウム(Al)を150nmの厚さに蒸着して、有機発光素子を製作した。
正孔注入および輸送層の厚さを10nmに蒸着し、正孔輸送および電子阻止層の厚さを40nmに蒸着したことを除いて、実施例1と同様の方法で有機発光素子を製作した。
正孔注入および輸送層としてNPB(HOMO:約−5.5eV)にヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリルを40体積%ドーピングしたものを厚さ10nmに蒸着し、正孔輸送および電子阻止層の厚さを30nmに蒸着したことを除いて、実施例1と同様の方法で有機発光素子を製作した。
正孔注入および輸送層として下記化学式2の化合物(HOMO:約−5.3eV)にヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリルを40体積%ドーピングしたものを厚さ10nmに蒸着し、正孔輸送および電子阻止層の厚さを30nmに蒸着したことを除いて、実施例1と同様の方法で有機発光素子を製作した。
正孔注入および輸送層として下記化学式3の化合物(HOMO:約−5.2eV)にヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリルを40体積%ドーピングしたものを厚さ10nmに蒸着し、正孔輸送および電子阻止層の厚さを30nmに蒸着したことを除いて、実施例1と同様の方法で有機発光素子を製作した。
正孔注入および輸送層として下記化学式4の化合物(HOMO:約−5.4eV)にヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリルを40体積%ドーピングししたものを厚さ10nmに蒸着し、正孔輸送および電子阻止層の厚さを30nmに蒸着したことを除いて、実施例1と同様の方法で有機発光素子を製作した。
正孔注入および輸送層として下記化学式5の化合物(HOMO:約−5.4eV)にヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリルを40体積%ドーピングしたものを厚さ10nmに蒸着し、正孔輸送および電子阻止層の厚さを30nmに蒸着したことを除いて、実施例1と同様の方法で有機発光素子を製作した。
正孔注入および輸送層としてNPB物質(HOMO:−5.5eV程度)に下記化学式6の化合物(LUMO:約−5.0〜−5.3eV)を40体積%ドーピングしたものを厚さ10nmに蒸着し、正孔輸送および電子阻止層の厚さを30nmに蒸着したことを除いて、実施例1と同様の方法で有機発光素子を製作した。
正孔注入および輸送層として前記化学式1の化合物のみを60nmの厚さに蒸着したことを除いて、実施例1と同様の方法で有機発光素子を製作した。
正孔注入および輸送層としてNPB物質のみを60nmの厚さに蒸着したことを除いて実施例1と同様の方法で有機発光素子を製作した。
正孔注入および輸送層としてヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリルのみを60nmの厚さに蒸着したことを除いて、実施例1と同様の方法で有機発光素子を製作した。
2 電子注入層
3 電子輸送層
4 発光層
5 正孔輸送層
6 正孔注入層
7 陽極
Claims (18)
- 第1電極、第2電極、およびこれら2つの電極の間に配置された発光層をはじめとする2層以上の有機物質層を含む有機発光素子であって、
前記有機物質層が、正孔注入層、正孔輸送層、および正孔注入と輸送とを同時に行う層のうちの少なくとも1つの層を含み、
前記正孔注入層、正孔輸送層、および正孔注入と輸送とを同時に行う層のうちの少なくとも1つの層が、HOMOエネルギーレベルが−4eV以下である物質と、LUMOエネルギーレベルが−4eV以下である物質とを共に含む、有機発光素子。 - 前記HOMOエネルギーレベルが−4eV以下である物質が、アミン基を有する有機物を含む、請求項1に記載の有機発光素子。
- 前記HOMOエネルギーレベルが−4eV以下である物質は、HOMOエネルギーレベルが−9eV以上である、請求項1に記載の有機発光素子。
- 前記LUMOエネルギーレベルが−4eV以下である物質は、LUMOエネルギーレベルが−9eV以上である、請求項1に記載の有機発光素子。
- 前記LUMOエネルギーレベルが−4eV以下である物質が、2,3,5,6−テトラフルオロ−7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン(F4TCNQ)、フッ素置換された3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物(PTCDA)、シアノ置換されたPTCDA、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物(NTCDA)、フッ素置換されたNTCDA、シアノ置換されたNTCDA、ヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン(HAT)、およびヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリルからなる群から選択される1種以上を含む、請求項1に記載の有機発光素子。
- 前記LUMOエネルギーレベルが−4eV以下である物質が、ヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリルである、請求項1に記載の有機発光素子。
- 前記正孔注入層、正孔輸送層、および正孔注入と輸送とを同時に行う層のうちの少なくとも1つの層が、無機物質をさらに含む、請求項1に記載の有機発光素子。
- 前記無機物質が、金属または金属酸化物である、請求項7に記載の有機発光素子。
- 前記無機物質が、2.5eV以上6eV以下の仕事関数を有する、請求項7に記載の有機発光素子。
- 正孔注入電極、発光層をはじめとする2層以上の有機物質層、および電子注入電極が下方から順次積層された順方向構造を有する、請求項1に記載の有機発光素子。
- 電子注入電極、発光層をはじめとする2層以上の有機物質層、および正孔注入電極が下方から順次積層された逆方向構造を有する、請求項1に記載の有機発光素子。
- 前記有機物質層が、電子注入層、電子輸送層、電子注入および輸送層、電子阻止層、正孔阻止層、およびバッファー層のうちから選択される1以上の層を含む、請求項1に記載の有機発光素子。
- 第1電極を準備するステップ、
第1電極上に発光層をはじめとする2層以上の有機物質層を形成させるステップ、および
前記有機物質層上に第2電極を形成させるステップ
を含む有機発光素子の製造方法であって、
前記有機物質層を形成させるステップが、正孔注入層、正孔輸送層、および正孔注入と輸送とを同時に行う層のうちの少なくとも1つの層を形成させるステップを含み、
前記正孔注入層、正孔輸送層、および正孔注入と輸送とを同時に行う層のうちの少なくとも1つの層を形成させるステップが、HOMOエネルギーレベルが−4eV以下である物質とLUMOエネルギーレベルが−4eV以下である物質とを共に用いて層を形成させるステップを含むことを特徴とする、有機発光素子の製造方法。 - 前記HOMOエネルギーレベルが−4eV以下である物質が、アミン基を有する有機物を含む、請求項13に記載の有機発光素子の製造方法。
- 前記HOMOエネルギーレベルが−4eV以下である物質は、HOMOエネルギーレベルが−9eV以上である、請求項13に記載の有機発光素子の製造方法。
- 前記LUMOエネルギーレベルが−4eV以下である物質は、LUMOエネルギーレベルが−9eV以上である、請求項13に記載の有機発光素子の製造方法。
- 前記LUMOエネルギーレベルが−4eV以下である物質が、2,3,5,6−テトラフルオロ−7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン(F4TCNQ)、フッ素置換された3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物(PTCDA)、シアノ置換されたPTCDA、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物(NTCDA)、フッ素置換されたNTCDA、シアノ置換されたNTCDA、ヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン(HAT)、およびヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリルからなる群から選択される1種以上を含む、請求項13に記載の有機発光素子の製造方法。
- 前記HOMOエネルギーレベルが−4eV以下である物質とLUMOエネルギーレベルが−4eV以下である物質とを共に用いて層を形成させるステップが、スピンコーティング、ディップコーティング、ドクターブレード、スクリーン印刷、インクジェット印刷、または熱転写法によって行われる、請求項13に記載の有機発光素子の製造方法。
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