JP2012521087A - 有機発光素子およびその製造方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、第１電極；第２電極；および前記第１電極と前記第２電極との間に位置する発光層を含む有機発光素子であって、前記有機発光素子は前記第１電極と接する第１有機物層および前記第２電極と接する第２有機物層をさらに含み、前記第１および第２有機物層は化学式１で示される化合物を含み、前記第２電極に接する第２有機物層と発光層との間にｎ−型ドーパントを含む第３有機物層を含むことを特徴とする有機発光素子およびその製造方法を提供する。

Description

本発明は、有機発光素子およびその製造方法に関し、より具体的には、陽極と陰極の材料として様々な仕事関数を有する材料を用いることができ、上部電極の形成時に有機物層の損傷を防止できる有機発光素子およびその製造方法に関する。
本出願は２００９年０３月１７日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２００９−００２２８１０号の出願日の利益を主張し、その内容の全ては本明細書に含まれる。
有機発光素子（ＯＬＥＤ）は、通常、２つの電極（陽極および陰極）およびこれらの電極の間に位置する１層以上の有機物層で構成される。このような構造の有機発光素子において、２つの電極の間に電圧を印加すれば、陽極からは正孔が、陰極からは電子が各々有機物層に流入し、これらが再結合して励起子を形成し、この励起子が再び基底状態に落ちて、エネルギー差に該当する光子を放出するようになる。このような原理により、有機発光素子は可視光線を発生し、これを利用して情報表示素子または照明素子を製造することができる。
しかし、有機発光素子の製造工程において、有機物層上に位置する電極として透明性を有するＩＺＯまたはＩＴＯのような導電性酸化膜で形成する場合、抵抗体加熱蒸着（ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ ｈｅａｔｉｎｇ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）方法を利用すれば、熱による蒸発過程中に熱的分解などによって酸化物の固有の化学組成比が崩れて電気伝導性および可視光線透過性などの特性を失う。したがって、前記導電性酸化膜の蒸着時には抵抗体加熱蒸着方法を利用することができず、大部分の場合、プラズマを用いたスパッタリングのような方法を利用している。
しかし、有機物層上にスパッタリングのような方法で電極を形成する場合、スパッタリング工程に用いられるプラズマに存在する電気的電荷粒子などによって有機物層が損傷し得る。
そこで、良好な有機発光素子を製作するためには、有機物層上にスパッタリングのような方法による電極形成時に生じ得る有機物層の損傷を除去するか最小化しなければならない。
韓国特許出願第１０−２００９−００２２８１０号
したがって、本発明の目的は、陽極と陰極の材料として様々な仕事関数を有する材料を用いることができ、上部電極の形成時に有機物層の損傷を防止することができるため、陽極と陰極を全て高い仕事関数を有する材料で形成して両面発光ができる有機発光素子およびその製造方法を提供することにある。
本発明は、第１電極；第２電極；および前記第１電極と前記第２電極との間に位置する発光層を含む有機発光素子であって、前記有機発光素子は前記第１電極と接する第１有機物層および前記第２電極と接する第２有機物層をさらに含み、前記第１および第２有機物層は下記化学式１で示される化合物を含み、前記第２電極に接する第２有機物層と発光層との間にｎ−型ドーパントを含む第３有機物層を含むことを特徴とする有機発光素子を提供する：
前記化学式１において、Ｒ１〜Ｒ６は、各々、水素、ハロゲン原子、ニトリル（−ＣＮ）、ニトロ（−ＮＯ２）、スルホニル（−ＳＯ２Ｒ）、スルホキシド（−ＳＯＲ）、スルホンアミド（−ＳＯ２ＮＲ）、スルホネート（−ＳＯ３Ｒ）、トリフルオロメチル（−ＣＦ３）、エステル（−ＣＯＯＲ）、アミド（−ＣＯＮＨＲまたは−ＣＯＮＲＲ’）、置換もしくは非置換された直鎖もしくは分枝鎖のＣ１〜Ｃ１２アルコキシ、置換もしくは非置換された直鎖もしくは分枝鎖のＣ１〜Ｃ１２アルキル、置換もしくは非置換された芳香族もしくは非芳香族の複素環、置換もしくは非置換のアリール、置換もしくは非置換のモノ−またはジ−アリールアミン、および置換もしくは非置換のアラルキルアミンからなる群から選択され、前記ＲおよびＲ’は、各々、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ６０アルキル、置換もしくは非置換のアリールおよび置換もしくは非置換の５〜７員複素環からなる群から選択される。
本発明は、第１電極を形成するステップ；前記第１電極と接し、前記化学式１の化合物を含む第１有機物層を形成するステップ；前記化学式１の化合物を含む第１有機物層上に発光層を形成するステップ；前記発光層上にｎ−型ドーパントを含む第３有機物層を形成するステップ；前記ｎ−型ドーパントを含む第３有機物層上に前記化学式１の化合物を含む第２有機物層を形成するステップ；および前記化学式１の化合物を含む第２有機物層に接するように第２電極を形成するステップ；を含む有機発光素子の製造方法を提供する。
本発明によれば、有機発光素子の陽極と陰極の材料として様々な仕事関数を有する材料を用いることができ、上部電極の形成時に有機物層の損傷を防止することができる。したがって、陽極と陰極を全て高い仕事関数を有する材料で形成して両面発光ができる有機発光素子を提供することができる。
本発明の一実施状態による有機発光素子を構成する層のエネルギー関係を例示したものである。 本発明の一実施状態による有機発光素子の積層構造を例示したものである。 本発明の一実施状態による実施例１（Ｄｅｖｉｃｅ（装置） ２）と比較例２（Ｄｅｖｉｃｅ １）の電圧−電流密度特性を比較して示すグラフである。 本発明の一実施状態による実施例１（Ｄｅｖｉｃｅ ２）と比較例２（Ｄｅｖｉｃｅ １）の特性中の第１電極方向における電流密度−効率の特性を比較して示すグラフである。 本発明の一実施状態による実施例１（Ｄｅｖｉｃｅ ２）と比較例２（Ｄｅｖｉｃｅ １）の特性中の第２電極方向における電流密度−効率の特性を比較して示すグラフである。 本発明の一実施状態による実施例１（Ｄｅｖｉｃｅ ２）と比較例２（Ｄｅｖｉｃｅ １）の特性中の第１電極および第２電極の両方向における電流密度−効率の値を合算して示すグラフである。 本発明の一実施状態による比較例１（Ｄｅｖｉｃｅ ４）の電圧−電流密度特性を示すグラフである。 本発明の一実施状態による実施例１（Ｄｅｖｉｃｅ ２）と実施例２（Ｄｅｖｉｃｅ ３）の電圧−電流密度特性を比較して示すグラフである。 本発明の一実施状態による実施例１（Ｄｅｖｉｃｅ ２）と実施例２（Ｄｅｖｉｃｅ ３）の特性中の第１電極方向における電流密度−効率の特性を比較して示すグラフである。 本発明の一実施状態による実施例１（Ｄｅｖｉｃｅ ２）と実施例２（Ｄｅｖｉｃｅ ３）の特性中の第２電極方向における電流密度−効率の特性を比較して示すグラフである。 本発明の一実施状態による実施例１（Ｄｅｖｉｃｅ ２）と実施例２（Ｄｅｖｉｃｅ ３）の特性中の第１電極および第２電極の両方向における電流密度−効率の特性を比較して示すグラフである。
本発明に係る有機発光素子は、第１電極；第２電極；および前記第１電極と前記第２電極との間に位置する発光層を含む有機発光素子であって、前記有機発光素子は前記第１電極と接する第１有機物層および前記第２電極と接する第２有機物層をさらに含み、前記第１および第２有機物層は前記化学式１で示される化合物を含み、前記第２電極に接する第２有機物層と発光層との間にｎ−型ドーパントを含む第３有機物層を含む。
ここで、前記第１および第２有機物層は前記化学式１で示される化合物を含み、前記有機物層は同一の物質で形成することができる。前記第１電極に接する第１有機物層と前記第２電極に接する第２有機物層として前記化学式１の化合物を含む有機物層を用いることにより、従来に比べ、駆動電圧をさらに下げ、電流効率をさらに高めることができる。また、前記第１電極に接する第１有機物層と前記第２電極に接する第２有機物層として同一の物質を用いる場合、第１電極と第１電極に接する第１有機物層との界面および／または第２電極に接する第２有機物層とｎ−型ドーパントを含む第３有機物層との界面に様々な機能性物質からなる有機物層を適用することができ、このように機能性物質層をさらに含む場合、電圧の減少、効率の増加、電極抵抗の減少などの効果が期待できる。前記機能性物質層が第１電極と第１電極に接する第１有機物層との界面に位置する場合、これらは金属またはその合金の薄膜または金属酸化物層であることが好ましい。前記機能性物質層が第２電極に接する第２有機物層とｎ−型ドーパントを含む第３有機物層との界面に位置する場合、これらは金属酸化物層または金属塩層であることが好ましい。
前記化学式１の化合物の例示的な化合物は下記化学式１−１〜１−６の化合物を含む。
本発明においては、第１電極および第２電極の各々に接する第１および第２有機物層によって、前記第１電極および第２電極を全て様々な仕事関数を有する物質で形成することもできる。例えば、前記第１電極および第２電極は、全てフェルミエネルギー準位が２ｅＶ〜６ｅＶである物質、特に２ｅＶ〜４ｅＶである物質まで用いることができる。電極材料としては金属、金属酸化物および導電性ポリマーからなる群から選択された物質を含むことができる。具体的には、電極材料としては炭素、セシウム、カリウム、リチウム、カルシウム、ナトリウム、マグネシウム、ジルコニウム、インジウム、アルミニウム、銀、タンタル、バナジウム、クロム、銅、亜鉛、鉄、タングステン、モリブデン、ニッケル、金、その他の金属およびその合金；亜鉛酸化物、インジウム酸化物、スズ酸化物、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物およびその他のこれと類似する金属酸化物；ＺｎＯ：ＡｌおよびＳｎＯ２：Ｓｂのような酸化物と金属の混合物などが挙げられる。本発明に係る有機発光素子において、第１電極が透明物質で形成された場合には背面発光型であってもよく、第２電極が透明物質で形成された場合には前面発光型であってもよく、第１および第２電極が全て透明物質で形成された場合には両面発光型であってもよい。
前述したように、前記第１電極と前記第２電極を全て仕事関数の高い材料で形成することもでき、この場合、仕事関数の高い透明材料を用いて両面発光素子を製造することもできる。例えば、第１電極および第２電極は、各々、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）および亜鉛酸化物（ＺｎＯ）のうちから選択された１種以上の透明伝導性酸化物（Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｏｘｉｄｅ）で形成することができる。
前記第１電極は、前記第１電極に接する第１有機物層との界面において、金属またはその合金の薄膜または金属酸化物層をさらに含むことができる。
前記のような金属またはその合金の薄膜または金属酸化物層をさらに含む場合、電荷の移動度（ｃａｒｅｅｒ ｍｏｂｉｌｉｔｙ）および電気伝導度を増加させることができるため、素子のしきい電圧および動作電圧を下げる効果を提供することができる。
また、有機発光素子を大面積化して製作する場合、インジウム亜鉛酸化物のような金属酸化物からなる透明電極を第１電極として用いれば電極抵抗を減らすことができるため、素子の発光部分の光をより均一に得ることができるという効果が提供できる。
前記第１電極に含まれる追加の層の材料としては、具体的にはアルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、ニオビウム（Ｎｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、スズ（Ｓｎ）、タンタル（Ｔａ）、バナジウム（Ｖ）、水銀（Ｈｇ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、ホウ素（Ｂ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ランタン（Ｌａ）、チタニウム（Ｔｉ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）およびこれらのうちから選択された金属とネオジム（Ｎｄ）またはパラジウム（Ｐｄ）の合金などが挙げられ、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｒｂ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯなどの金属酸化物なども含むが、これらだけに限定されるものではない。
前記金属またはその合金の薄膜または金属酸化物層をさらに含む場合には、その厚さを可視光線領域の波長の透過度および電気伝導度を考慮して調節することができ、その厚さは１Å〜３００Åであることが好ましい。
本発明において、前記第１電極に接する第１有機物層はｐ−型有機物層と接することが好ましい。この場合、前記化学式１の化合物はｎ−型有機物であるため、第１電極に接する第１有機物層と前記ｐ−型有機物層との間にＮＰ接合構造が形成できる。前記第１電極に接する第１有機物層のＬＵＭＯ（最低空分子軌道）準位とｐ−型有機物層のＨＯＭＯ（最高被占分子軌道）準位との間のエネルギー準位差が減少するように調節されることが好ましい。前記第１電極に接する第１有機物層のＬＵＭＯエネルギー準位と前記ｐ−型有機物層のＨＯＭＯエネルギー準位のエネルギー差は１ｅＶ以下であることが好ましく、約０．５ｅＶ以下であることがより好ましい。このエネルギー差は、物質選択の観点では−１ｅＶ以上１ｅＶ以下であることが好ましく、約０．０１〜１ｅＶであることがより好ましい。
前記のような数値範囲内からエネルギー準位が選択される場合、正孔が前記第１電極に接する有機物層のＬＵＭＯエネルギー準位を通じて前記ｐ−型有機物層のＨＯＭＯエネルギー準位に容易に注入される。前記ｐ−型有機物層のＨＯＭＯエネルギー準位と前記第１電極に接する有機物層のＬＵＭＯエネルギー準位のエネルギー差が１ｅＶより大きければ、前記ｐ−型有機物層と前記第１電極に接する第１有機物層との間のＮＰ接合が容易に形成されないため、正孔注入のための駆動電圧が上昇する。すなわち、本発明において、ＮＰ接合とは、ｎ−型有機物層とｐ−型有機物層が物理的に接するだけでなく、前述したエネルギー関係を満足しなければならない。
ＮＰ接合が形成されれば、外部電圧や光源によって正孔または電子が容易に形成される。すなわち、ＮＰ接合によってｐ−型有機物層内には正孔が、第１電極に接する第１有機物層内には電子が容易に形成される。前記ＮＰ接合において、正孔と電子が同時に発生するため、電子は第１電極に接する第１有機物層を通じて第１電極方向に輸送され、正孔はｐ−型有機物層方向に輸送される。したがって、前記エネルギー差の範囲内で正孔または電子が容易に発生し、これにより、電荷の濃度が増加して素子の駆動電圧の上昇を下げることができる。前記ｐ−型有機物層は正孔輸送層またはｐ−型発光層であってもよい。
前記ｐ−型有機物層が正孔輸送層である場合、前記第１電極に接する第１有機物層と前記発光層との間に位置してもよい。ここで、前記正孔輸送層のＨＯＭＯ（ｈｉｇｈｅｓｔ ｏｃｃｕｐｉｅｄ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ）エネルギー準位が５ｅＶ以上であることが好ましく、５ｅＶ以上６ｅＶ以下であることがより好ましい。５ｅＶ以上である場合、前記正孔注入層との効果的な電荷発生を提供することができる。
前記発光層は、正孔輸送層と電子輸送層から正孔と電子の輸送を各々受けて結合させることによって可視光線領域の光を出せる物質であって、蛍光や燐光に対する量子効率の良い物質で形成することができる。具体的な例としては８−ヒドロキシ−キノリンアルミニウム錯体（Ａｌｑ３）；カルバゾール系化合物；二量体化スチリル（ｄｉｍｅｒｉｚｅｄ ｓｔｙｒｙｌ）化合物；ＢＡｌｑ；１０−ヒドロキシベンゾキノリン−金属化合物；ベンゾオキサゾール、ベンズチアゾールおよびベンズイミダゾール系の化合物；ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）系の高分子；スピロ（ｓｐｉｒｏ）化合物；ポリフルオレン、ルブレンなどが挙げられる、これらだけに限定されるものではない。
本発明に係る有機発光素子は、前記第２電極に接する第２有機物層として前記化学式１の化合物を含む有機物層を含み、また、前記第２電極に接する第２有機物層と発光層との間に位置したｎ−型ドーパントを含む第３有機物層を含む。
前記化学式１の化合物を含む前記第２電極に接する第２有機物層は、前記ｎ−型ドーパントを含む第３有機物層と第２電極との間においてコネクター（ｃｏｎｎｅｃｔｅｒ）の役割をすると同時に、第２電極を様々な仕事関数を有する材料で形成できるようにする。したがって、前記第２電極に接する第２有機物層によって前記第２電極を、高い仕事関数を有する材料、例えばＩＴＯ、ＩＺＯのような透明伝導性酸化物で形成することもできる。また、前記第２電極に接する第２有機物層は、第２電極をスパッタリング、レーザを利用した物理的蒸着方法（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＰＶＤ）、イオンビームを利用した蒸着方法（ｉｏｎ ｂｅａｍ ａｓｓｉｓｔｅｄ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）のような電荷または高い運動エネルギーを有する粒子を伴うことによって、有機物層に損傷を与える薄膜形成技術を利用して形成する場合にも、バッファ層の役割をすることによって有機物層の損傷を防止することができる。特に、第２電極を透明電極で形成する場合にスパッタリング工程が多く使われており、この場合、一般的な有機物は工程中に損傷を受けるが、前記化学式１の化合物は高い結晶性を有するので有機物層の損傷なしで透明な第２電極を効果的に構成することができる。
前記ｎ−型ドーパントを含む第３有機物層はその厚さが１Å〜５０Åであることが好ましい。前記ｎ−型ドーパントを含む第３有機物層の厚さが５０Åを超過する場合には、可視光線を吸収して発光効率を低下させ、１Å未満である場合には、薄膜の均一度を落として効果的な電子注入が難しくなる。
前記ｎ−型ドーパントを含む第３有機物層中のｎ−型ドーパントは有機物または無機物であってもよい。前記ｎ−型ドーパントが無機物である場合、アルカリ金属、例えばＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、ＣｓまたはＦｒ；アルカリ土類金属、例えばＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、ＢａまたはＲａ；希土類金属、例えばＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｔｈ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｅｍ、Ｇｄ、Ｙｂ、Ｌｕ、ＹまたはＭｎ；または前記金属のうちの１以上の金属を含む金属化合物を含むことができる。あるいは、前記ｎ−型ドーパントは、シクロペンタジエン、シクロヘプタトリエン、６員複素環またはこれらの環が含まれた縮合環を含む物質であってもよい。
ここで、前記ｎ−型ドーパントは、前記ｎ−型ドーパントを含む有機物層材料の総重量を基準に１〜５０重量％であってもよい。前記ｎ−型ドーパントを前記重量％の範囲で用いる場合には、効果的な電子注入を容易にすると同時に光の吸収を最小化することができるという長所がある。本発明において、ｎ−型ドーパントをドーピングする方法としては当技術分野で知られている方法を利用することができ、本発明の範囲が特定方法に限定されるものではない。
前記ｎ−型ドーパントを含む第３有機物層中のドーピングされる物質、すなわちホスト材料としては電子注入または輸送物質が用いられ得る。例えば、前記ホスト材料としてはイミダゾール基、オキサゾール基およびチアゾール基から選択された官能基を有する化合物を用いることができるが、これらに限定されない。
前記イミダゾール基、オキサゾール基およびチアゾール基から選択された官能基を有する化合物の具体的な例としては、下記化学式２または３の化合物の化合物が挙げられる：
前記化学式２において、Ｒ１〜Ｒ４は互いに同じであるか異なってもよく、各々独立に、水素原子；ハロゲン原子、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、Ｃ１〜Ｃ３０のアルキル基、Ｃ２〜Ｃ３０のアルケニル基、Ｃ１〜Ｃ３０のアルコキシ基、Ｃ３〜Ｃ３０のシクロアルキル基、Ｃ３〜Ｃ３０のヘテロシクロアルキル基、Ｃ５〜Ｃ３０のアリール基およびＣ２〜Ｃ３０のヘテロアリール基からなる群から選択された１つ以上の基で置換もしくは非置換されたＣ１〜Ｃ３０のアルキル基；ハロゲン原子、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、Ｃ１〜Ｃ３０のアルキル基、Ｃ２〜Ｃ３０のアルケニル基、Ｃ１〜Ｃ３０のアルコキシ基、Ｃ３〜Ｃ３０のシクロアルキル基、Ｃ３〜Ｃ３０のヘテロシクロアルキル基、Ｃ５〜Ｃ３０のアリール基およびＣ２〜Ｃ３０のヘテロアリール基からなる群から選択された１つ以上の基で置換もしくは非置換されたＣ３〜Ｃ３０のシクロアルキル基；ハロゲン原子、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、Ｃ１〜Ｃ３０のアルキル基、Ｃ２〜Ｃ３０のアルケニル基、Ｃ１〜Ｃ３０のアルコキシ基、Ｃ３〜Ｃ３０のシクロアルキル基、Ｃ３〜Ｃ３０のヘテロシクロアルキル基、Ｃ５〜Ｃ３０のアリール基およびＣ２〜Ｃ３０のヘテロアリール基からなる群から選択された１つ以上の基で置換もしくは非置換されたＣ５〜Ｃ３０のアリール基；またはハロゲン原子、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基、Ｃ１〜Ｃ３０のアルキル基、Ｃ２〜Ｃ３０のアルケニル基、Ｃ１〜Ｃ３０のアルコキシ基、Ｃ３〜Ｃ３０のシクロアルキル基、Ｃ３〜Ｃ３０のヘテロシクロアルキル基、Ｃ５〜Ｃ３０のアリール基およびＣ２〜Ｃ３０のヘテロアリール基からなる群から選択された１つ以上の基で置換もしくは非置換されたＣ２〜Ｃ３０のヘテロアリール基であり、互いに隣接する基と脂肪族、芳香族、脂肪族ヘテロまたは芳香族ヘテロの縮合環を形成するかスピロ結合をなしてもよく；ＡＲ１は水素原子、置換もしくは非置換の芳香族環または置換もしくは非置換の芳香族複素環であり；ＸはＯ、ＳまたはＮＲａであり；Ｒａは水素、Ｃ１〜Ｃ７の脂肪族炭化水素、芳香族環または芳香族複素環であり、
前記化学式３において、ＸはＯ、Ｓ、ＮＲｂまたはＣ１〜Ｃ７の２価炭化水素基であり；Ａ、ＤおよびＲｂは、各々、水素原子、ニトリル基（−ＣＮ）、ニトロ基（−ＮＯ２）、Ｃ１〜Ｃ２４のアルキル、Ｃ５〜Ｃ２０の芳香族環またはヘテロ原子を含む置換された芳香族環、ハロゲン、または隣接する環と縮合環を形成できるアルキレンまたはヘテロ原子を含むアルキレンであり；ＡとＤは連結され、芳香族またはヘテロ芳香族環を形成してもよく；Ｂは、ｎが２以上である場合には、連結ユニットとして複数の複素環を共役または非共役になるように連結する置換もしくは非置換のアルキレンまたはアリーレンであり、ｎが１である場合には、置換もしくは非置換のアルキルまたはアリールであり；ｎは１〜８の整数である。
前記化学式２の化合物の例としては韓国特許公開第２００３−００６７７７３号に公示されている化合物を含み、前記化学式３の化合物の例としては米国特許第５，６４５，９４８号に記載された化合物とＷＯ０５／０９７７５６号に記載された化合物とを含む。前記文献はその内容の全てが本明細書に含まれる。
具体的には、前記化学式２の化合物には下記化学式４の化合物も含まれる：
前記化学式４において、Ｒ５〜Ｒ７は互いに同じであるか異なり、各々独立に、水素原子、Ｃ１〜Ｃ２０の脂肪族炭化水素、芳香族環、芳香族複素環または脂肪族または芳香族縮合環であり；Ａｒは直接結合、芳香族環または芳香族複素環であり；ＸはＯ、ＳまたはＮＲａであり；Ｒａは水素原子、Ｃ１〜Ｃ７の脂肪族炭化水素、芳香族環または芳香族複素環であり；但し、Ｒ５およびＲ６が同時に水素である場合は除外される。
また、前記化学式３の化合物には下記化学式５の化合物も含まれる：
前記化学式５において、ＺはＯ、ＳまたはＮＲｂであり；Ｒ８およびＲｂは水素原子、Ｃ１〜Ｃ２４のアルキル、Ｃ５〜Ｃ２０の芳香族環またはヘテロ原子を含む置換された芳香族環、ハロゲン、またはベンザゾール環と縮合環を形成できるアルキレンまたはヘテロ原子を含むアルキレンであり；Ｂは、ｎが２以上である場合には、連結ユニットとして複数のベンザゾールを共役または非共役になるように連結するアルキレン、アリーレン、置換されたアルキレン、または置換されたアリーレンであり、ｎが１である場合には、置換もしくは非置換のアルキルまたはアリールであり；ｎは１〜８の整数である。
好ましい化合物としてイミダゾール基を有する化合物としては下記構造の化合物が挙げられる：
前記ｎ−型ドーパントを含む有機物層はｎ−型ドーピングによって前記第２電極に接する有機物層とのエネルギーバリア（ｂａｒｒｉｅｒ）を下げることによって電子注入特性を向上させることができる。前記ｎ−型ドーパントを含む第３有機物層のＬＵＭＯ（Ｌｏｗｅｓｔ ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ）準位は、前記第２電極に接する第２有機物層のＬＵＭＯ準位との差が４ｅＶ以下であることが好ましく、２ｅＶ〜３ｅＶであることがより好ましい。４ｅＶを超過する有機物層を用いた場合、第２電極に接する有機物層とのエネルギーバリアが高くなって電子注入特性が低下し得る。効果的な電子注入が容易ではない場合、素子の駆動電圧を上昇させる結果を招く。
前記ｎ−型ドーパントを含む第３有機物層と前記第２電極に接する第２有機物層との間に金属酸化物層または金属塩層をさらに含むことができる。
前記のような金属酸化物層または金属塩層は、前記第２電極層に接する第２有機物層から前記ｎ−型ドーパントを含む第３有機物層への電子注入過程において、ｎ−型ドーパントを含む第３有機物層のＨＯＭＯエネルギーレベルから第２電極に接する第２有機物層に伝達される正孔を効果的に防ぐ役割を果たすことができる。これによって電子−正孔間の消滅現象を最小化し、ｎ−型ドーパントを含む第３有機物層への電子の注入を容易にして、素子の効率を増加させる効果が期待できる。
具体的な金属酸化物の例としてはＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｒｂ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯなどが挙げられ、金属塩の例としてはＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＲｂＦ、ＣｓＦ、ＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＳｒＦ２、ＢａＦ２、ＬｉＣｌ、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＲｂＣｌ、ＣｓＣｌ、ＭｇＣｌ２、ＣａＣｌ２、ＳｒＣｌ２、ＢａＣｌ２などが挙げられるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。
前記金属酸化物または金属塩層を含む場合、その厚さは０．５Å〜５０Åであることが好ましく、１Å〜２０Åの厚さで構成することがより好ましい。前記金属酸化物または金属塩層の厚さが厚すぎる場合には素子の駆動電圧を増加させる結果を招く。
本発明において、前記ｎ−型ドーパントを含む第３有機物層と発光層との間に追加の有機物層を含むことができ、前記追加の有機物層は電子輸送材料として形成することができる。
図１および図２は、本発明に係る有機発光素子の一実施状態を示すものである。図２による有機発光素子は、基板上に、第１電極として透明陽極（Ａｎｏｄｅ）、第１電極に接する第１有機物層として化学式１の化合物を含む有機物層、正孔輸送層（ＨＴＬ）としてｐ−型有機物層、発光層（ＥＭＬ）、ｎ−型ドーパントを含む有機物層、第２電極に接する有機物層として化学式１の化合物を含む有機物層、および第２電極として透明陰極（Ｃａｔｈｏｄ）が順次積層された構造を有する。しかし、本発明の範囲がこの構造だけに限定されるものではない。
本発明に係る有機発光素子は、第１電極が陽極として下部電極であり、第２電極が陰極として上部電極である標準（ノーマル、ｎｏｒｍａｌ）構造であることが好ましい。
本発明に係る有機発光素子の製造方法は、第１電極を形成するステップと；前記第１電極と接し、前記化学式１の化合物を含む第１有機物層を形成するステップと；前記化学式１の化合物を含む第１有機物層上に発光層を形成するステップと；前記発光層上にｎ−型ドーパントを含む第３有機物層を形成するステップと；前記ｎ−型ドーパントを含む第３有機物層上に前記化学式１の化合物を含む第２有機物層を形成するステップ；および前記化学式１の化合物を含む第２有機物層に接するように第２電極を形成するステップを含む。
また、前記第１電極に接する第１有機物層と前記発光層との間に前記第１電極に接する第１有機物層と接するｐ−型有機物層を形成するステップをさらに含むことができる。
以下、実施例および比較例により、本発明の様々な実施状態および特徴をより詳細に説明する。但し、下記実施例は本発明の様々な実施状態および特徴を例示するためのものに過ぎず、本発明の範囲が下記実施例に限定されるのではない。
＜実施例１＞
基板上にＩＺＯをスパッタリング方法により１０００Å厚さの透明陽極（第１電極）を形成し、その上にＨＡＴを熱真空蒸着して厚さが５００Åである正孔注入層を形成し、その上に下記化学式のＮＰＢを真空蒸着して厚さが４００Åである正孔輸送層を形成した。
また、下記化学式のＣＢＰに下記化学式のＩｒ（ｐｐｙ）３を１０重量％でドーピングし、ドーピングされた有機層で厚さが３００Åである発光層を構成した。
また、その上に下記化学式の正孔遮断層材料であるＢＡｌｑを５０Å厚さで形成した。
その上に下記化学式の電子輸送材料を１５０Å厚さで形成し、その上に下記化学式の電子輸送材料にＣａを１０重量％ドーピングし、ドーピングされた電子輸送層を厚さ５０Åで形成した。
その上に第２電極を形成する時、スパッタリングによる損傷を防ぐために結晶性の高いＨＡＴを５００Å厚さで形成した（前記Ｃａを含む有機物層のＬＵＭＯ準位と前記第２電極に接するＨＡＴを含む有機物層のＬＵＭＯ準位の差は３．６ｅＶであった）。
最後に両面発光の透明素子を製作するために、ＩＺＯをスパッタリング方法により１７５０Å厚さで陰極（第２電極）を形成した。
前記過程において、有機物の蒸着速度は０．５〜１．０Å／ｓｅｃに維持し、蒸着時における真空度は２ｘ１０−７〜２ｘ１０−８ｔｏｒｒ程度に維持した。
実施例１で製造した有機発光素子に０．２ｍＡ／ｃｍ２の間隔で電圧を順次印加し、それぞれの電圧、輝度およびスペクトルの結果を測定した（Ｄｅｖｉｃｅ２）。
＜比較例１＞
基板上にＩＺＯをスパッタリング方法により１０００Å厚さの透明陽極（第１電極）を形成し、その上にＨＡＴを熱真空蒸着して厚さ５００Åである正孔注入層を形成し、その上に下記化学式のＮＰＢを真空蒸着して厚さ４００Åである正孔輸送層を形成した。
また、前記化学式のＣＢＰに前記化学式のＩｒ（ｐｐｙ）３を１０重量％でドーピングし、ドーピングされた有機層で厚さ３００Åである発光層を構成し、その上に正孔遮断層材料である前記化学式のＢＡｌｑを５０Å厚さで形成した。
その上に前記実施例１で用いた電子輸送材料を２００Å厚さで形成し、ｎ−ドーピングされた有機物層を構成せず、ＨＡＴを５００Å厚さで形成した。最後に両面発光の透明素子を製作するために、ＩＺＯをスパッタリング方法により１７５０Å厚さで陰極（第２電極）を形成した。
前記過程において、有機物の蒸着速度は０．５〜１．０Å／ｓｅｃに維持し、蒸着時における真空度は２ｘ１０−７〜２ｘ１０−８ｔｏｒｒ程度に維持した。
本比較例の結果、ｎ−ドーピングされた有機物層を構成しない素子においては素子の駆動が十分になされなかった。実験結果を下記表１および図７に電流密度−電圧のグラフで示す（Ｄｅｖｉｃｅ ４）。図７に示す結果は、電子がＨＡＴ層から電子輸送層に伝達されることができず、正孔だけが電子輸送層からＨＡＴ層に伝達される形態を示すものであり、これは、電子の効果的な注入なしで正孔の移動だけでなされる素子であるといえる。この素子においては、発光層において、電子−正孔間の再結合がなされないため、素子の発光は観察されない。
＜比較例２＞
基板上にＩＺＯをスパッタリング方法により１０００Å厚さの透明陽極（第１電極）を形成し、その上にＨＡＴを熱真空蒸着して厚さが５００Åである正孔注入層を形成し、その上に前記化学式のＮＰＢを真空蒸着して厚さが４００Åである正孔輸送層を形成した。
また、前記化学式のＣＢＰに前記化学式のＩｒ（ｐｐｙ）３を１０重量％でドーピングし、ドーピングされた有機層で厚さ３００Åの発光層を構成し、その上に正孔遮断層材料である前記化学式のＢＡｌｑを５０Å厚さで形成した。
その上に前記実施例１で用いた電子輸送材料を１５０Å厚さで形成し、前記電子輸送材料にＣａを１０％ドーピングして５０Å厚さで形成した。但し、その上にＨＡＴ層を形成しなかった。最後に両面発光の透明素子を製作するために、ＩＺＯをスパッタリング方法により１７５０Å厚さで陰極（第２電極）を形成した。
前記過程において、有機物の蒸着速度は０．５〜１．０Å／ｓｅｃに維持し、蒸着時における真空度は２ｘ１０−７〜２ｘ１０−８ｔｏｒｒ程度に維持した（Ｄｅｖｉｃｅ １）。
本比較例２の結果を実施例の結果と比較して下記表１および図３、４、５、６に示す。
図３に示す結果のように、本比較例２のようにＨＡＴ層を構成しない場合（Ｄｅｖｉｃｅ １）は、実施例のようにＨＡＴを構成した場合（Ｄｅｖｉｃｅ ２）と比較した時、漏れ電流の程度が明らかに大きくなることが分かる。これは、スパッタリング工程において、ＨＡＴ層を用いない時に素子のダメージがあるということを示す例であるといえる。
＜比較例３＞
基板上にＩＺＯをスパッタリング方法により１０００Å厚さの透明陽極（第１電極）を形成し、その上にＨＡＴを構成せず、直ちに前記化学式のＮＰＢを真空蒸着して、厚さが９００Åである正孔輸送層を形成した。
また、前記化学式のＣＢＰに前記化学式のＩｒ（ｐｐｙ）３を１０重量％でドーピングし、ドーピングされた有機層で厚さ３００Åの発光層を構成し、その上に正孔遮断層材料である前記化学式のＢＡｌｑを５０Å厚さで形成した。
その上に前記実施例１で用いた電子輸送材料を１５０Å厚さで形成し、前記電子輸送材料にＣａを１０％ドーピングして５０Å厚さで形成した。但し、その上にＨＡＴ層を形成しなかった。最後に両面発光の透明素子を製作するために、ＩＺＯをスパッタリング方法により１７５０Å厚さで陰極（第２電極）を形成した。
前記過程において、有機物の蒸着速度は０．５〜１．０Å／ｓｅｃに維持し、蒸着時における真空度は２ｘ１０−７〜２ｘ１０−８ｔｏｒｒ程度に維持した。
本比較例の結果は下記表１に簡略に示す。表１は１ｍＡ／ｃｍ２の電流密度における素子特性を整理したものである。表１の結果から分かるように、陽極（第１電極）にＨＡＴが構成されていない時に素子の駆動電圧が上昇し、効率が落ちる特性を示す。
＜実施例２＞
基板上にＩＺＯをスパッタリング方法により１０００Å厚さの透明陽極（第１電極）を形成し、その上にＨＡＴを熱真空蒸着して厚さが５００Åである正孔注入層を形成し、その上に前記化学式のＮＰＢを真空蒸着して厚さが４００Åである正孔輸送層を形成した。
また、前記化学式のＣＢＰに前記化学式のＩｒ（ｐｐｙ）３を１０重量％でドーピングして厚さが３００Åである発光層を構成し、その上に正孔遮断層材料であるＢＡｌｑを５０Å厚さで形成した。
その上に前記実施例１で用いた電子輸送材料を１５０Å厚さで形成し、その上に前記実施例１で用いた電子輸送材料にＣａを１０重量％ドーピングし、ドーピングされた電子輸送層を厚さ５０Åで形成した。その上に金属塩であるＬｉＦを１５Åを蒸着し、その上に第２電極の形成時にスパッタリングによる損傷を防ぐために結晶性の高いＨＡＴを５００Å厚さで形成した。
最後に両面発光の透明素子を製作するために、ＩＺＯをスパッタリング方法により１７５０Å厚さで陰極（第２電極）を形成した。
前記過程において、有機物の蒸着速度は０．５〜１．０Å／ｓｅｃに維持し、蒸着時における真空度は２ｘ１０−７〜２ｘ１０−８ｔｏｒｒ程度に維持した。
実施例２で製造した有機発光素子に０．２ｍＡ／ｃｍ２との間隔で電圧を順次印加し、それぞれの電圧、輝度およびスペクトルの結果を測定した（Ｄｅｖｉｃｅ ３）。
本実施例２の結果は下記表１および図８、９、１０、１１に実施例１と比較して示す。電圧は実施例１に比べて高くなる傾向を示したが、図９、１０、１１に示すように、効果的な正孔の遮断によって効率が改善されることが分かる。
＜実施例３＞
基板上にＩＺＯをスパッタリング方法により１０００Å厚さの透明陽極（第１電極）を形成し、その上にＡｇを２００Å厚さで蒸着した。蒸着されたＡｇ上にＨＡＴを熱真空蒸着して厚さが５００Åである正孔注入層を形成し、その上に前記化学式のＮＰＢを真空蒸着して厚さが４００Åである正孔輸送層を形成した。
また、前記化学式のＣＢＰに前記化学式のＩｒ（ｐｐｙ）３を１０重量％でドーピングして厚さが３００Åである発光層を構成し、その上に正孔遮断層材料であるＢＡｌｑを５０Å厚さで形成した。
その上に前記実施例１で用いた電子輸送材料を１５０Å厚さで形成し、その上に前記実施例１で用いた電子輸送材料にＣａを１０重量％ドーピングし、ドーピングされた電子輸送層を厚さ５０Åで形成した。その上に金属塩であるＬｉＦを１５Åを蒸着し、その上に第２電極の形成時にスパッタリングによる損傷を防ぐために結晶性の高いＨＡＴを５００Å厚さで形成した。
最後に両面発光の透明素子を製作するためにＩＺＯをスパッタリング方法により１７５０Å厚さで陰極（第２電極）を形成した。
前記過程において、有機物の蒸着速度は０．５〜１．０Å／ｓｅｃに維持し、蒸着時における真空度は２ｘ１０−７〜２ｘ１０−８ｔｏｒｒ程度に維持した。
本実施例３は陽極（第１電極）と接しているＨＡＴ層と陽極との間に金属薄膜を形成した実験であり、その結果は下記表１に簡略に比較して示す。表１に示すように、金属薄膜層を追加して素子を製作すれば、金属薄膜層の透過度の低下により効率が多少落ち得るが、素子の駆動電圧を落とすことができるという長所がある。

Claims (19)

  1. 第１電極；第２電極；および前記第１電極と前記第２電極との間に位置する発光層を含む有機発光素子であって、
    前記有機発光素子は前記第１電極と接する第１有機物層および前記第２電極と接する第２有機物層をさらに含み、
    前記第１および第２有機物層は下記化学式１で示される化合物を含み、
    前記第２電極に接する第２有機物層と発光層との間にｎ−型ドーパントを含む第３有機物層を含むことを特徴とする有機発光素子：
    （前記化学式１において、Ｒ１〜Ｒ６は、各々、水素、ハロゲン原子、ニトリル（−ＣＮ）、ニトロ（−ＮＯ２）、スルホニル（−ＳＯ２Ｒ）、スルホキシド（−ＳＯＲ）、スルホンアミド（−ＳＯ２ＮＲ）、スルホネート（−ＳＯ３Ｒ）、トリフルオロメチル（−ＣＦ３）、エステル（−ＣＯＯＲ）、アミド（−ＣＯＮＨＲまたは−ＣＯＮＲＲ’）、置換もしくは非置換された直鎖もしくは分枝鎖のＣ１〜Ｃ１２アルコキシ、置換もしくは非置換された直鎖もしくは分枝鎖のＣ１〜Ｃ１２アルキル、置換もしくは非置換された芳香族もしくは非芳香族の複素環、置換もしくは非置換のアリール、置換もしくは非置換のモノ−またはジ−アリールアミン、および置換もしくは非置換のアラルキルアミンからなる群から選択され、前記ＲおよびＲ’は、各々、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ６０アルキル、置換もしくは非置換のアリールおよび置換もしくは非置換の５〜７員複素環からなる群から選択される）。
  2. 前記第１および第２有機物層は同一の物質である、請求項１に記載の有機発光素子。
  3. 前記ｎ−型ドーパントを含む第３有機物層のｎ−型ドーパントは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、金属化合物、シクロペンタジエン、シクロヘプタトリエン、６員複素環およびこれらの環が含まれた縮合環を含む物質のうちから選択されたものを含む、請求項１に記載の有機発光素子。
  4. 前記ｎ−型ドーパントを含む第３有機物層中のｎ−型ドーパントの含量は１〜５０重量％である、請求項１に記載の有機発光素子。
  5. 前記ｎ−型ドーパントを含む第３有機物層は、イミダゾール基、オキサゾール基およびチアゾール基から選択された官能基を有する化合物を含む、請求項１に記載の有機発光素子。
  6. 前記ｎ−型ドーパントを含む第３有機物層のＬＵＭＯ（最低空分子軌道、Ｌｏｗｅｓｔ ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ）準位は、前記第２電極に接する第２有機物層のＬＵＭＯ準位とのエネルギー差が４ｅＶ以下である、請求項１に記載の有機発光素子。
  7. 前記第１有機物層と前記発光層との間に前記第１有機物層と接するｐ−型有機物層をさらに含む、請求項１に記載の有機発光素子。
  8. 前記ｐ−型有機物層のＨＯＭＯ（最高被占分子軌道、ｈｉｇｈｅｓｔ ｏｃｃｕｐｉｅｄ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ）準位が５ｅＶ以上である、請求項７に記載の有機発光素子。
  9. 前記第１電極および前記第２電極は各々仕事関数が２ｅＶ〜６ｅＶである物質を含む、請求項１に記載の有機発光素子。
  10. 前記第１電極および前記第２電極は互いに同じであるか異なる金属酸化物からなる、請求項１に記載の有機発光素子。
  11. 前記第１電極および前記第２電極は同一の物質からなる、請求項１に記載の有機発光素子。
  12. 前記第１電極および前記第２電極のうちの少なくとも１つは透明物質を含む、請求項１に記載の有機発光素子。
  13. 前記第１電極が陽極として下部電極であり、前記第２電極が陰極として上部電極である標準構造である、請求項１に記載の有機発光素子。
  14. 前記第１電極と前記第１電極に接する第１有機物層との界面に金属またはその合金の薄膜または金属酸化物層をさらに含む、請求項１に記載の有機発光素子。
  15. 前記第２電極に接する第２有機物層と前記ｎ−型ドーパントを含む第３有機物層との界面に金属酸化物層または金属塩層をさらに含む、請求項１に記載の有機発光素子。
  16. 第１電極を形成するステップ；
    前記第１電極と接し、下記化学式１の化合物を含む第１有機物層を形成するステップ；
    前記第１有機物層上に発光層を形成するステップ；
    前記発光層上にｎ−型ドーパントを含む第３有機物層を形成するステップ；
    前記第３有機物層上に下記化学式１の化合物を含む第２有機物層を形成するステップ；および
    前記第２有機物層に接するように第２電極を形成するステップ；
    を含む請求項１〜１３のうちのいずれか１項による有機発光素子の製造方法：
    （前記化学式１において、Ｒ１〜Ｒ６は、各々、水素、ハロゲン原子、ニトリル（−ＣＮ）、ニトロ（−ＮＯ２）、スルホニル（−ＳＯ２Ｒ）、スルホキシド（−ＳＯＲ）、スルホンアミド（−ＳＯ２ＮＲ）、スルホネート（−ＳＯ３Ｒ）、トリフルオロメチル（−ＣＦ３）、エステル（−ＣＯＯＲ）、アミド（−ＣＯＮＨＲまたは−ＣＯＮＲＲ’）、置換もしくは非置換された直鎖もしくは分枝鎖のＣ１〜Ｃ１２アルコキシ、置換もしくは非置換された直鎖もしくは分枝鎖のＣ１〜Ｃ１２アルキル、置換もしくは非置換された芳香族もしくは非芳香族の複素環、置換もしくは非置換のアリール、置換もしくは非置換のモノ−またはジ−アリールアミン、および置換もしくは非置換のアラルキルアミンからなる群から選択され、前記ＲおよびＲ’は、各々、置換もしくは非置換のＣ１〜Ｃ６０アルキル、置換もしくは非置換のアリールおよび置換もしくは非置換の５〜７員複素環からなる群から選択される）。
  17. 前記第1有機物層と前記発光層との間に前記第1有機物層に接するｐ−型有機物層を形成するステップをさらに含む、請求項１６に記載の有機発光素子の製造方法。
  18. 前記第１電極と前記第１電極に接する第1有機物層との界面に金属またはその合金の薄膜または金属酸化物層を形成するステップをさらに含む、請求項１６に記載の有機発光素子の製造方法。
  19. 前記第２電極に接する第２有機物層と前記ｎ−型ドーパントを含む第３有機物層との界面に金属酸化物層または金属塩層を形成するステップをさらに含む、請求項１６に記載の有機発光素子の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014078382A (ja) * 2012-10-10 2014-05-01 Konica Minolta Inc エレクトロルミネッセンスデバイス

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101351512B1 (ko) * 2010-10-25 2014-01-16 엘지디스플레이 주식회사 유기전계 발광소자 및 그의 제조방법
KR101223615B1 (ko) * 2010-12-31 2013-01-17 서울대학교 산학협력단 인버티드 유기 발광 소자 및 이를 포함하는 평판 표시 장치
KR101433524B1 (ko) 2012-05-25 2014-08-22 주식회사 엘지화학 유기발광소자 및 이의 제조방법
US9269919B2 (en) 2012-05-31 2016-02-23 Lg Chem, Ltd. Stacked organic light emitting diode
KR20130135184A (ko) * 2012-05-31 2013-12-10 주식회사 엘지화학 유기 발광 소자 및 이의 제조방법
KR101614043B1 (ko) * 2012-05-31 2016-04-20 엘지디스플레이 주식회사 유기전계발광소자
KR101527275B1 (ko) 2012-05-31 2015-06-09 주식회사 엘지화학 유기전계발광소자
CN104272488B (zh) 2012-05-31 2017-09-08 乐金显示有限公司 有机发光二极管
EP2752904B1 (en) * 2012-05-31 2020-07-01 LG Display Co., Ltd. Organic light emitting diode
US9281490B2 (en) 2012-05-31 2016-03-08 Lg Chem, Ltd. Organic electroluminescent device
JP6503363B2 (ja) * 2013-09-17 2019-04-17 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド 有機発光素子
KR101734369B1 (ko) * 2013-09-30 2017-05-24 엘지디스플레이 주식회사 유기 전자소자

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006503443A (ja) * 2002-12-11 2006-01-26 エルジー・ケム・リミテッド 低い仕事関数の陽極を有する電界発光素子
US20060251922A1 (en) * 2005-05-06 2006-11-09 Eastman Kodak Company OLED electron-injecting layer
WO2007052985A1 (en) * 2005-11-07 2007-05-10 Lg Chem. Ltd. Organic electroluminescent device and method for preparing the same
JP2007518220A (ja) * 2004-05-11 2007-07-05 エルジー・ケム・リミテッド 有機電気素子
JP2009500861A (ja) * 2005-07-15 2009-01-08 エルジー・ケム・リミテッド 有機発光素子およびその製造方法
WO2010073348A1 (ja) * 2008-12-25 2010-07-01 富士電機ホールディングス株式会社 陰極バッファ層を有する有機ｅｌ素子
JP2011501432A (ja) * 2007-10-16 2011-01-06 グローバル・オーエルイーディー・テクノロジー・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー 改善された効率を有する倒置型ｏｌｅｄ装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100769946B1 (ko) * 2003-01-15 2007-10-25 주식회사 엘지화학 저 전압에서 구동되는 유기 발광 소자
WO2006075822A1 (en) * 2004-04-09 2006-07-20 Lg Chem, Ltd. Stacked organic light emitting device having high efficiency and high brightness
US7504163B2 (en) * 2004-07-12 2009-03-17 Eastman Kodak Company Hole-trapping materials for improved OLED efficiency
JP2006294895A (ja) * 2005-04-12 2006-10-26 Sony Corp 有機電界発光素子
US20070092755A1 (en) * 2005-10-26 2007-04-26 Eastman Kodak Company Organic element for low voltage electroluminescent devices
JP2007230974A (ja) * 2006-03-03 2007-09-13 Idemitsu Kosan Co Ltd 有機エレクトロルミネッセンス素子及び有機エレクトロルミネッセンス素子用材料
WO2007102704A1 (en) * 2006-03-07 2007-09-13 Lg Chem, Ltd. Oled and fabricating method of the same

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006503443A (ja) * 2002-12-11 2006-01-26 エルジー・ケム・リミテッド 低い仕事関数の陽極を有する電界発光素子
JP2007518220A (ja) * 2004-05-11 2007-07-05 エルジー・ケム・リミテッド 有機電気素子
US20060251922A1 (en) * 2005-05-06 2006-11-09 Eastman Kodak Company OLED electron-injecting layer
JP2009500861A (ja) * 2005-07-15 2009-01-08 エルジー・ケム・リミテッド 有機発光素子およびその製造方法
WO2007052985A1 (en) * 2005-11-07 2007-05-10 Lg Chem. Ltd. Organic electroluminescent device and method for preparing the same
JP2011501432A (ja) * 2007-10-16 2011-01-06 グローバル・オーエルイーディー・テクノロジー・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー 改善された効率を有する倒置型ｏｌｅｄ装置
WO2010073348A1 (ja) * 2008-12-25 2010-07-01 富士電機ホールディングス株式会社 陰極バッファ層を有する有機ｅｌ素子

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014078382A (ja) * 2012-10-10 2014-05-01 Konica Minolta Inc エレクトロルミネッセンスデバイス

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