JP2020510318A

JP2020510318A - 有機発光素子およびその製造方法

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Publication number: JP2020510318A
Application number: JP2019550178A
Authority: JP
Inventors: ファギョン・キム; ジェチョル・イ; ソクヒ・ユン; ジンセク・キム; エスダー・カン; ジヨン・シン; グンス・イ; ビョンジェ・キム
Original assignee: エルジー・ケム・リミテッド
Priority date: 2017-12-11
Filing date: 2018-12-11
Publication date: 2020-04-02
Anticipated expiration: 2038-12-11
Also published as: KR20190069021A; US11258031B2; CN110447118B; KR102244800B1; US20200006693A1; WO2019117597A1; JP6833252B2; CN110447118A

Abstract

本明細書は、第１電極と、前記第１電極に対向して備えられた第２電極と、前記第１電極と第２電極との間に備えられた正孔注入層を含む１層以上の有機物層とを含み、前記正孔注入層は、第１ホスト、第２ホスト、およびドーパントを含み、前記第１ホストおよび第２ホストのＨＯＭＯエネルギー準位値の差が０．２ｅＶ以上である有機発光素子およびその製造方法に関する。

Description

本明細書は、２０１７年１２月１１日付で韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２０１７−０１６９３５７号の出願日の利益を主張し、その内容のすべては本明細書に組み込まれる。

本明細書は、有機発光素子およびその製造方法に関する。

有機発光現象は、特定の有機分子の内部プロセスによって電流が可視光に変換される例の一つである。有機発光現象の原理は次の通りである。アノードとカソードとの間に有機物層を位置させた時、２つの電極の間に電流をかけると、カソードとアノードからそれぞれ電子と正孔が有機物層に注入される。有機物層に注入された電子と正孔は、再結合してエキシトン（ｅｘｃｉｔｏｎ）を形成し、このエキシトンが再び基底状態に落ちながら光を発する。このような原理を利用する有機発光素子は、一般的に、カソードとアノード、およびその間に位置した有機物層、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層を含む有機物層から構成される。

一般的に、正孔注入層がホストおよびドーパントを含む場合に、ホストのＨＯＭＯエネルギー準位の絶対値が小さいほどドーパントによって酸化されやすく、正孔を形成して正孔注入層の正孔注入が容易になることが知られている。この時、生成された正孔は正孔輸送層に移動しなければならないが、正孔注入層と正孔輸送層のＨＯＭＯエネルギー準位の差によって正孔のエネルギー障壁が決定される。一般的に、正孔輸送層のＨＯＭＯエネルギー準位の絶対値がより大きく、このようなエネルギー障壁を減少させるためには、正孔注入層のＨＯＭＯエネルギー準位の絶対値も大きくなければならない状況が発生する。

これは、正孔の生成による正孔注入特性を高めるための、ＨＯＭＯエネルギー準位の絶対値が小さい条件とは相反し、素子の作製時、適切なＨＯＭＯエネルギー準位値を有する物質が開発されなければならない。また、素子の構造によって、正孔注入層のホストの適切なＨＯＭＯエネルギー準位値が異なり、これを満足すべく新たな物質の開発が必要になる。

特に、溶液工程を用いて製造される有機発光素子の場合、前記説明した材料の物理的性質のほか、溶液工程を可能にするために材料開発の難易度が高い問題点がある。

また、電子注入特性が既存の素子とは異なる物質を電子注入および電子輸送層として用いる場合、素子の電荷バランスを高めて性能を改善するために、正孔注入特性も異ならせる必要があり、これによって、素子の構造が変更されても、素子の最適化が可能な正孔注入層の開発が求められる。

素子の構造および素子に使用される材料によって素子の性能を最適化させられるように正孔注入層のホストを開発しなければならない問題点があった。これを解決するために、本明細書は、素子の構造が変更されても、２種以上のホストを適切に組み合わせて素子の電荷バランスを最大化させ、素子の性能を最適化させられる正孔注入層の開発を提案する。

本発明の一実施態様は、第１電極と、前記第１電極に対向して備えられた第２電極と、前記第１電極と第２電極との間に備えられた発光層、および前記発光層と第１電極との間に備えられた正孔注入層を含む有機物層とを含み、前記正孔注入層は、第１ホスト、第２ホスト、およびドーパントを含み、前記第１ホストおよび第２ホストのＨＯＭＯエネルギー準位値の差が０．２ｅＶ以上である有機発光素子を提供する。

本明細書はまた、基板を用意するステップと、前記基板上に第１電極を形成するステップと、前記第１電極上に正孔注入層を含む有機物層を形成するステップと、前記正孔注入層を含む有機物層上に発光層を含む有機物層を形成するステップと、前記発光層を含む有機物層上に第２電極を形成するステップとを含み、前記正孔注入層は、第１ホスト、第２ホスト、およびドーパントを含み、前記第１ホストおよび第２ホストのＨＯＭＯエネルギー準位値の差が０．２ｅＶ以上である有機発光素子の製造方法を提供する。

本発明の一実施態様に係る有機発光素子は、正孔注入層にＨＯＭＯエネルギー準位値の差が０．２ｅＶ以上である第１ホストおよび第２ホストを含むことにより、有機発光素子の構造および／または正孔注入層のドーパント材料の構造が変更されても、素子の電荷バランスを最大化し、最適化された有機発光素子を製造することができる。

本発明の一実施態様に係る有機発光素子の例を示すものである。実施例１−１〜１−５の電流密度−駆動電圧値を示す図である。実施例２−１〜２−３と、比較例２−１および２−２の電流密度−駆動電圧値を示す図である。実施例３−１〜３−３と、比較例３−１および３−２の電流密度−駆動電圧値を示す図である。実施例４−１〜４−３と、比較例４−１および４−２の電流密度−駆動電圧値を示す図である。比較例１−１〜１−５の電流密度−駆動電圧値を示す図である。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明において、ＨＯＭＯ（ｈｉｇｈｅｓｔｏｃｃｕｐｉｅｄｍｏｌｅｃｕｌａｒｏｒｂｉｔａｌ）およびＬＵＭＯ（ｌｏｗｅｓｔｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄｍｏｌｅｃｕｌａｒｏｒｂｉｔａｌ）エネルギー準位は、ＲｅｋｅｎＫｅｉｋｉ社のＰＥＳＡ（Ｐｈｏｔｏ−ＥｌｅｃｔｒｏｎＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙｉｎＡｉｒ）スペクトロメータであるＭｏｄｅｌＡＣ−２を用いて測定された。測定方法は次の通りである。単色化された紫外線を空気中でＩＴＯ基板上にコーティングまたは蒸着された有機物の表面に照射し、この時、ＵＶ光子のエネルギーは、段階的に３．４ｅＶから６．２ｅＶに可変させる。紫外線のエネルギーが試料物質の仕事関数より高ければ、試料表面から光電子が放出され、これは、カウンタによって大気中に検知され測定される。ｘ軸を入射光子エネルギー、ｙ軸を光電子収率の平方根としてグラフを描いた後、有機物フィルムのグラフと降伏線との交差点からＨＯＭＯレベルを計算する。一般的に、ＨＯＭＯ値は、同じ条件で測定されたＣＶまたはＡＣ２またはＡＣ３装置を用いた値、またはその他の測定方法で測定されても構わないが、計測器の種類によるＨＯＭＯの測定値が異なるため、同じ計測器で測定したＨＯＭＯ値を基準として準位値の差を比較する。

本発明の有機発光素子は、正孔注入層が第１ホスト、第２ホスト、およびドーパントを含み、第１ホストおよび第２ホストの含有量比率に応じて、電流密度−電圧曲線（Ｊ−Ｖｃｕｒｖｅ）を調節して電荷バランス（ｃｈａｒｇｅｂａｌａｎｃｅ）を合わせるように調節することができる。したがって、有機発光素子の構造および／または正孔注入層のドーパント物質の構造が変更されるとしても、素子を最適化できるように、電流密度−電圧曲線（Ｊ−Ｖｃｕｒｖｅ）によって電荷バランス（ｃｈａｒｇｅｂａｌａｎｃｅ）を調節して有機発光素子を製造できるという利点がある。

本発明の一実施態様において、前記第１ホストのＨＯＭＯエネルギー準位は５．６ｅＶ以上４．８ｅＶ以下、ＬＵＭＯエネルギー準位は２．６ｅＶ以上１．８ｅＶ以下であり、第２ホストのＨＯＭＯエネルギー準位は５．８ｅＶ以上５．０ｅＶ以下、ＬＵＭＯエネルギー準位は２．８ｅＶ以上２．０ｅＶ以下である。

本発明において、前記第１ホストおよび第２ホストのＨＯＭＯエネルギー準位値の差が０．２ｅＶ以上２ｅＶ以下であり、具体的には、０．２ｅＶ以上１ｅＶ以下であってもよい。有機発光素子の正孔注入層に含まれる２以上のホストのＨＯＭＯエネルギー準位値の差が前記範囲を満足する場合、正孔注入層のドーパントのＬＵＭＯエネルギー準位値と正孔注入層のホストのＨＯＭＯエネルギー準位値との差が小さくて正孔の生成（Ｈｏｌｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）に有利であり、正孔注入層と正孔輸送層との界面（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）でのエネルギー障壁（Ｅｎｅｒｇｙｂａｒｒｉｅｒ）が低くて正孔の移動に有利であり、優れた特性を有する有機発光素子を製造することができる。

本明細書において、ある部材が他の部材の「上に」位置しているとする時、これは、ある部材が他の部材に接している場合のみならず、２つの部材の間にさらに他の部材が存在する場合も含む。

本明細書において、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに包含できることを意味する。

以下、本明細書の置換基を詳細に説明する。

本明細書において、前記「置換」という用語は、化合物の炭素原子に結合した水素原子が他の置換基に変わることを意味し、置換される位置は、水素原子が置換される位置すなわち、置換基が置換可能な位置であれば限定せず、２以上置換される場合、２以上の置換基は、互いに同一でも異なっていてもよい。

本明細書において、「置換もしくは非置換の」という用語は、重水素；ハロゲン基；シアノ基（−ＣＮ）；アルキル基；アルケニル基；およびアリール基からなる群より選択された１個以上の置換基で置換もしくは非置換であるか、前記例示された置換基のうち２以上の置換基が連結された置換もしくは非置換であることを意味する。例えば、「２以上の置換基が連結された置換基」は、ビフェニル基であってもよい。すなわち、ビフェニル基は、アリール基であってもよく、２個のフェニル基が連結された置換基と解釈されてもよい。

本明細書において、ハロゲン基は、フッ素（−Ｆ）、塩素（−Ｃｌ）、臭素（−Ｂｒ）、またはヨウ素（−Ｉ）である。

本明細書において、前記アルキル基は、直鎖もしくは分枝鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、１〜６０であってもよく、一実施態様によれば、前記アルキル基の炭素数は１〜３０であってもよい。もう一つの実施態様によれば、前記アルキル基の炭素数は１〜１０である。前記アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基などがあるが、これらに限定されない。

本明細書において、前記アルケニル基は、直鎖もしくは分枝鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、２〜３０であってもよく、一実施態様によれば、前記アルケニル基の炭素数は２〜２０であってもよい。前記アルケニル基の具体例としては、ビニル基（ｖｉｎｙｌまたはエテニル基）、１−プロペニル基、イソプロペニル基、１−ブテニル基、２−ブテニル基、３−ブテニル基、１−ペンテニル基、２−ペンテニル基、３−ペンテニル基などがあるが、これらに限定されない。

本明細書において、前記アリール基は特に限定されないが、炭素数６〜６０であってもよいし、単環式アリール基または多環式アリール基であってもよい。一実施態様によれば、前記アリール基の炭素数は６〜３０である。一実施態様によれば、前記アリール基の炭素数は６〜２０である。前記アリール基が、単環式アリール基としては、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基などになってもよいが、これらに限定されるものではない。前記多環式アリール基としては、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、ピレニル基、ペリレニル基、トリフェニル基、クリセニル基、フルオレニル基などになってもよいが、これらに限定されるものではない。

本明細書において、フルオレニル基は置換されていてもよく、置換基２個が互いに結合してスピロ構造を形成してもよい。

前記フルオレニル基が置換される場合、
などのスピロフルオレニル基、
（９，９−ジメチルフルオレニル基）、および
（９，９−ジフェニルフルオレニル基）などの置換されたフルオレニル基になってもよい。ただし、これらに限定されるものではない。

本発明において、ヘテロアリール基は、異種原子としてＮ、Ｏ、Ｓ、Ｓｉ、およびＳｅのうちの１個以上を含み、炭素数は特に限定されないが、炭素数２〜６０のものが好ましい。一実施態様によれば、前記ヘテロアリール基の炭素数は２〜３０である。もう一つの実施態様によれば、前記ヘテロアリール基の炭素数は２〜２０である。ヘテロアリール基の例としては、チオフェン基、フラン基、ジベンゾチオフェン基、およびジベンゾフラン基などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。

本発明において、前記アリーレン基は、２価の基であることを除けば、前述したアリール基に関する説明が適用される。

本発明において、アミン基は、−ＮＨ_２；アルキルアミン基；アリールアルキルアミン基；アリールアミン基；アリールヘテロアリールアミン基；アルキルヘテロアリールアミン基およびヘテロアリールアミン基からなる群より選択されてもよいし、炭素数は特に限定されないが、１〜６０のものが好ましい。

本発明において、アルキルアミン基は、炭素数は特に限定されないが、１〜４０であってもよく、一実施形態によれば、１〜２０であってもよい。アルキルアミン基の具体例としては、メチルアミン基、ジメチルアミン基、エチルアミン基、ジエチルアミン基などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。

本発明において、アリールアミン基の例としては、置換もしくは非置換のモノアリールアミン基、置換もしくは非置換のジアリールアミン基、または置換もしくは非置換のトリアリールアミン基がある。前記アリールアミン基中のアリール基は、単環式アリール基であってもよく、多環式アリール基であってもよい。前記２以上のアリール基を含むアリールアミン基は、単環式アリール基、多環式アリール基、または単環式アリール基と多環式アリール基を同時に含んでもよい。

アリールアミン基の具体例としては、フェニルアミン基、ナフチルアミン基、ビフェニルアミン基、アントラセニルアミン基、３−メチル−フェニルアミン基、４−メチル−ナフチルアミン基、２−メチル−ビフェニルアミン基、９−メチル−アントラセニルアミン基、ジフェニルアミン基、フェニルナフチルアミン基、ビフェニルフェニルアミン基、ジビフェニルアミン基、フルオレニルフェニルアミン基などがあるが、これらに限定されるものではない。

本発明において、ヘテロアリールアミン基の例としては、置換もしくは非置換のモノヘテロアリールアミン基、置換もしくは非置換のジヘテロアリールアミン基、または置換もしくは非置換のトリヘテロアリールアミン基がある。前記ヘテロアリールアミン基中のヘテロアリール基は、単環式ヘテロアリール基であってもよく、多環式ヘテロアリール基であってもよい。前記２以上のヘテロアリール基を含むヘテロアリールアミン基は、単環式ヘテロアリール基、多環式ヘテロアリール基、または単環式ヘテロアリール基と多環式ヘテロアリール基を同時に含んでもよい。

本明細書において、アリールヘテロアリールアミン基は、アリール基およびヘテロアリール基で置換されたアミン基を意味する。

本明細書において、アリールアルキルアミン基は、アリール基およびアルキル基で置換されたアミン基を意味する。

本明細書において、アルキルヘテロアリールアミン基は、アルキル基およびヘテロアリール基で置換されたアミン基を意味する。

本発明の一実施態様によれば、前記第１ホストおよび第２ホストは、アミン系化合物である。

本発明の一実施態様において、前記第１ホストおよび第２ホストは、アミン系化合物であり、それぞれ１以上５以下のアミン基を含むことができる。前記第１ホストおよび第２ホストが１以上５以下のアミン基を含む場合、正孔輸送層のＨＯＭＯエネルギー準位値と正孔注入層のＨＯＭＯエネルギー準位値との差が小さくて、正孔注入層と正孔輸送層との界面でのエネルギー障壁が高く、正孔の移動が有利である。

もう一つの実施態様において、前記第１ホストおよび第２ホストは、アミン基の個数の差が１以上であってもよい。前記第１ホストおよび第２ホストのアミン基の個数が１以上の場合、前記第１ホストおよび第２ホストのＨＯＭＯエネルギー準位値の差が大きくなり、その差が０．２ｅＶ以上の値を有する確率が高い。

本発明の一実施態様によれば、前記第１ホストおよび第２ホストは、アミン基の個数の差が１以上４以下であってもよいし、具体的には、１以上３以下であってもよく、より具体的には、１以上２以下であってもよい。前記第１ホストおよび第２ホストのアミン基の個数の差が１であってもよい。より具体的には、第１ホストは、２個のアミン基を有する化合物であり、第２ホストは、１個のアミン基を有する化合物であってもよい。

本発明の一実施態様によれば、前記第１ホストは、下記化学式１で表される。

前記化学式１において、
Ｌ１は、置換もしくは非置換のアリーレン基であり、
Ａｒ１〜Ａｒ４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロアリール基である。

本発明の一実施態様において、前記Ｌ１は、置換もしくは非置換の炭素数６〜６０のアリーレン基である。

もう一つの実施態様によれば、前記Ｌ１は、置換もしくは非置換の炭素数６〜３０のアリーレン基である。

もう一つの実施態様において、前記Ｌ１は、置換もしくは非置換のフェニレン基；置換もしくは非置換のビフェニリレン基；置換もしくは非置換のナフチレン基；または置換もしくは非置換のターフェニレン基；または置換もしくは非置換のフルオレニレン基である。

もう一つの実施態様によれば、前記Ｌ１は、アルキル基で置換もしくは非置換のフェニレン基；アルキル基で置換もしくは非置換のビフェニリレン基；アルキル基で置換もしくは非置換のナフチレン基；アルキル基で置換もしくは非置換のターフェニレン基；またはアルキル基で置換もしくは非置換のフルオレニレン基である。

もう一つの実施態様において、前記Ｌ１は、メチル基で置換もしくは非置換のフェニレン基；メチル基で置換もしくは非置換のビフェニリレン基；メチル基で置換もしくは非置換のナフチレン基；メチル基で置換もしくは非置換のターフェニレン基；またはメチル基で置換もしくは非置換のフルオレニレン基である。

本発明の一実施態様によれば、前記Ａｒ１〜Ａｒ４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換の炭素数６〜６０のアリール基；または置換もしくは非置換の炭素数６〜６０のヘテロアリール基である。

もう一つの実施態様によれば、前記Ａｒ１〜Ａｒ４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換の炭素数６〜３０のアリール基；または炭素数６〜３０のヘテロアリール基である。

もう一つの実施態様において、前記Ａｒ１〜Ａｒ４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のフェニル基；置換もしくは非置換のビフェニル基；置換もしくは非置換のナフチル基；置換もしくは非置換のフルオレニル基；または置換もしくは非置換のカルバゾール基である。

前記化学式１の化合物は、硬化基を含んでもよいし、前記硬化基は、下記の構造であってもよいが、これに限定されない。

本発明の一実施態様によれば、前記化学式１は、下記の化合物のうちのいずれか１つで表してもよい。

本発明の一実施態様によれば、前記第２ホストは、下記化学式２で表される。
前記化学式２において、
Ａｒ５〜Ａｒ７は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のアリール基である。

本発明の一実施態様によれば、前記Ａｒ５〜Ａｒ７は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換の炭素数６〜６０のアリール基である。

もう一つの実施態様において、前記Ａｒ５〜Ａｒ７は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換の炭素数６〜３０のアリール基である。

もう一つの実施態様によれば、前記Ａｒ５〜Ａｒ７は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のフェニル基；置換もしくは非置換のビフェニル基；置換もしくは非置換のナフチル基；または置換もしくは非置換のフルオレニル基である。

前記化学式２の化合物は、硬化基を含んでもよいし、前記硬化基は、下記の構造であってもよいが、これに限定されない。

本発明の一実施態様によれば、前記化学式２は、下記の化合物のうちのいずれか１つで表してもよい。

本発明の一実施態様によれば、前記第１ホストおよび第２ホストは、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）からなる第１電極、正孔注入層、およびＡｌからなる第２電極のみを含み（ＨｏｌｅＯｎｌｙＤｅｖｉｃｅ、ＨＯＤ構造）、前記正孔注入層の厚さが５００Åの時、前記正孔注入層が第１ホストを含む場合の、２Ｖまたは３Ｖでの電流密度値と、第２ホストを含む場合の、２Ｖまたは３Ｖでの電流密度値との差が２００ｍＡ／ｃｍ^２以上であり、具体的には、２００ｍＡ／ｃｍ^２以上６００ｍＡ／ｃｍ^２以下であってもよいし、より具体的には、３００ｍＡ／ｃｍ^２以上６００ｍＡ／ｃｍ^２以下であってもよい。

前記電流密度値の差を測定する場合、同じ電圧での電流密度値を測定して、その差を求める。一例によれば、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）からなる第１電極、正孔注入層、およびＡｌからなる第２電極のみを含み（ＨｏｌｅＯｎｌｙＤｅｖｉｃｅ、ＨＯＤ構造）、前記正孔注入層の厚さが５００Åの構造において、前記正孔注入層が第１ホストを含む時の、２Ｖでの電流密度値と、前記正孔注入層が第１ホストを含む時の、２Ｖでの電流密度値との差を計算する。

他の例によれば、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）からなる第１電極、正孔注入層、およびＡｌからなる第２電極のみを含み（ＨｏｌｅＯｎｌｙＤｅｖｉｃｅ、ＨＯＤ構造）、前記正孔注入層の厚さが５００Åの構造において、前記正孔注入層が第１ホストを含む時の、３Ｖでの電流密度値と、前記正孔注入層が第１ホストを含む時の、３Ｖでの電流密度値との差を計算する。

前記ＨＯＤ構造において、正孔注入層は、ドーパントをさらに含んでもよい。

本発明において、前記ＨＯＤ構造において、第１ホストと第２ホストの、２Ｖまたは３Ｖの電圧での電流密度値は、５００Åの厚さのＩＴＯ基板上に５００Åの厚さの正孔注入層を形成し、その上にＡｌを１０００Åの厚さに蒸着して測定した。

前記ＨＯＤ構造において、ＨＯＤ素子は、Ｋｅｉｔｈｌｅｙ２６３５Ｂモデルを用いて、−２Ｖから５Ｖまで０．１Ｖの間隔で電圧を印加して電流を測定し、電流密度を計算した。

前記ＨＯＤ構造において、第１ホストと第２ホストの、２Ｖまたは３Ｖの電圧での電流密度値の差は、正孔注入層の厚さを５００ÅにＨＯＤを製造するならば、計測器の種類を問わず、同じ計測器で測定する場合に一定に現れる。

本発明の一実施態様において、前記第１ホストおよび第２ホストのうちの１以上のＨＯＭＯエネルギー準位値とドーパントのＬＵＭＯエネルギー準位値との差が０．５ｅＶ以下であり、具体的には、０．３ｅＶ以下であってもよい。第１ホストおよび第２ホストのうちの１以上のＨＯＭＯエネルギー準位値とドーパントのＬＵＭＯエネルギー準位値との差が前記範囲を満足する場合、正孔の生成（Ｈｏｌｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）に有利であるという利点がある。

本発明において、前記有機発光素子の有機物層は、正孔輸送層を含み、前記第１ホストおよび第２ホストのうちの１以上と正孔輸送層のＨＯＭＯエネルギー準位値の差が０．５ｅＶ以下であり、具体的には、０．３ｅＶ以下であり、より具体的には、０．２ｅＶ以下であってもよい。第１ホストおよび第２ホストのうちの１以上と正孔輸送層のＨＯＭＯエネルギー準位値の差が前記範囲を満足する場合、正孔注入層と正孔輸送層とのエネルギー障壁（ｅｎｅｒｇｙｂａｒｒｉｅｒ）が低くて、正孔注入層で生成された正孔の、正孔輸送層への移動が容易であるので、優れた特性を有する有機発光素子を製造することができる。

本発明の一実施態様によれば、正孔注入層の製造時、第１ホストおよび第２ホストに対するドーパントの含有量は特に限定されないが、第１ホストおよび第２ホストの含有量は、第１ホスト、第２ホスト、およびドーパントの総重量を基準として、１ｗｔ％（質量％）〜９９ｗｔ％（質量％）であってもよい。より好ましくは、１ｗｔ％〜５０ｗｔ％であってもよい。

本発明において、前記第１ホストの含有量は、第１ホストと第２ホストとの重量比（第１ホスト：第２ホスト）は、１：９〜９：１であってもよい。より具体的には、２：８〜８：２であってもよい。

本発明の一実施態様において、前記正孔注入層は、第１ホスト、第２ホスト、およびドーパントのほか、第１ホストおよび第２ホストとは異なる構造を有する第３ホストおよびドーパントをさらに含んでもよい。

本発明において、前記ドーパントは、電子受容体の役割を果たせるように、炭素とフッ素との間の結合（Ｃ−Ｆ）が多いフッ素系化合物、スルホン酸系化合物などが使用できるが、これらに限定されない。

前記スルホン酸系化合物は、ベンゼンスルホン酸、ｐ−スチレンスルホン酸、２−ナフタレンスルホン酸、４−ヒドロキシベンゼンスルホン酸、５−スルホサリチル酸、ｐ−ドデシルベンゼンスルホン酸、ジヘキシルベンゼンスルホン酸、２，５−ジヘキシルベンゼンスルホン酸、ジブチルナフタレンスルホン酸、６，７−ジブチル−２−ナフタレンスルホン酸、ドデシルナフタレンスルホン酸、３−ドデシル−２−ナフタレンスルホン酸、ヘキシルナフタレンスルホン酸、４−ヘキシル−１−ナフタレンスルホン酸、オクチルナフタレンスルホン酸、２−オクチル−１−ナフタレンスルホン酸、ヘキシルナフタレンスルホン酸、７−ヘキシル−１−ナフタレンスルホン酸、６−ヘキシル−２−ナフタレンスルホン酸、ジノニルナフタレンスルホン酸、２，７−ジノニル−４−ナフタレンスルホン酸、ジノニルナフタレンジスルホン酸、または２，７−ジノニル−４，５−ナフタレンジスルホン酸などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

前記ドーパントとして使用される化合物は、具体的には、下記の構造であってもよいが、これに限定されない。

本明細書はまた、前記正孔注入層が形成された有機発光素子の製造方法を提供する。

具体的には、本発明の一実施態様において、本発明の有機発光素子は、前記基板上に第１電極を形成するステップと、前記第１電極上に正孔注入層を含む有機物層を形成するステップと、前記正孔注入層を含む有機物層上に発光層を含む有機物層を形成するステップと、前記発光層を含む有機物層上に第２電極を形成するステップとを含み、前記正孔注入層は、第１ホスト、第２ホスト、およびドーパントを含むコーティング組成物を用いて形成され、前記第１ホストおよび第２ホストのＨＯＭＯエネルギー準位値の差が０．２ｅＶ以上である。

本発明の一実施態様において、前記正孔注入層は、溶液工程または蒸着工程を用いて形成される。

前記溶液工程は、スピンコーティング、ディップコーティング、キャスティング法、オフセット印刷法、インクジェットプリンティング、スプレー法、ロールコーティングなどを意味するが、これらにのみ限定されるものではない。

本発明の一例によれば、前記正孔注入層は、第１ホスト、第２ホスト、ドーパント、および溶媒を含むコーティング組成物を用いて形成することができる。

本発明の一実施態様において、前記コーティング組成物は、液状であってもよい。前記「液状」は、常温および常圧で液体状態であることを意味する。

本発明の一実施態様において、前記溶媒は、例えば、クロロホルム、塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、クロロベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼンなどの塩素系溶媒；テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル系溶媒；トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン、メシチレンなどの芳香族炭化水素系溶媒；シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、ｎ−ノナン、ｎ−デカンなどの脂肪族炭化水素系溶媒；アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン（Ｉｓｏｐｈｏｒｏｎｅ）、テトラロン（Ｔｅｔｒａｌｏｎｅ）、デカロン（Ｄｅｃａｌｏｎｅ）、アセチルアセトン（Ａｃｅｔｙｌａｃｅｔｏｎｅ）などのケトン系溶媒；酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセロソルブアセテートなどのエステル系溶媒；エチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジメトキシエタン、プロピレングリコール、ジエトキシメタン、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、グリセリン、１，２−ヘキサンジオールなどの多価アルコールおよびその誘導体；メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、シクロヘキサノールなどのアルコール系溶媒；ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド系溶媒；およびＮ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどのアミド系溶媒；テトラリンなどの溶媒が例示されるが、本発明の一実施態様に係る化学式１の化合物を溶解または分散させられる溶媒であれば十分であり、これらに限定されない。

もう一つの実施態様において、前記溶媒は、１種単独で使用するか、または２種以上の溶媒を混合して使用してもよい。

もう一つの実施態様において、前記コーティング組成物の粘度は、２ｃＰ〜１５ｃＰである。

前記粘度を満足する場合、素子の製造に容易である。

本明細書はまた、前記コーティング組成物を用いて正孔注入層が形成された有機発光素子を提供する。

本発明の有機発光素子の製造時、溶液工程だけでなく、蒸着工程によって正孔注入層を形成することができる。

本発明の一実施態様において、前記有機発光素子は、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、電子阻止層、および正孔阻止層からなる群より選択される１層または２層以上をさらに含む。

本発明の一実施態様において、前記第１電極は、アノードであり、第２電極は、カソードである。

もう一つの実施態様によれば、前記第１電極は、カソードであり、第２電極は、アノードである。

もう一つの実施態様において、有機発光素子は、基板上に、アノード、１層以上の有機物層、およびカソードが順次に積層された構造（ｎｏｒｍａｌｔｙｐｅ）の有機発光素子であってもよい。

もう一つの実施態様において、有機発光素子は、基板上に、カソード、１層以上の有機物層、およびアノードが順次に積層された逆方向構造（ｉｎｖｅｒｔｅｄｔｙｐｅ）の有機発光素子であってもよい。

本発明の有機発光素子の有機物層は、単層構造からなってもよいが、２層以上の有機物層が積層された多層構造からなってもよい。例えば、本発明の有機発光素子は、有機物層として、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などを含む構造を有することができる。しかし、有機発光素子の構造はこれに限定されず、より少数の有機層を含んでもよい。

例えば、本発明の一実施態様に係る有機発光素子の構造は、図１に例示されている。

図１には、基板１上に、アノード２、正孔注入層３、正孔輸送層４、発光層５、電子輸送層６、電子注入層７、およびカソード８が順次に積層された有機発光素子の構造が例示されている。

前記図１は、有機発光素子を例示したものであり、これに限定されない。

前記有機発光素子が複数の有機物層を含む場合、前記有機物層は、同一の物質または異なる物質で形成される。

本発明の有機発光素子は、有機物層のうち、正孔注入層が前記第１ホスト、第２ホスト、およびドーパントを含むことを除けば、当技術分野で知られている材料および方法で製造される。

例えば、本発明の有機発光素子は、基板上に、アノード、有機物層、およびカソードを順次に積層させることにより製造することができる。この時、スパッタリング法（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）や電子ビーム蒸発法（ｅ−ｂｅａｍｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）のようなＰＶＤ（ＰｈｙｓｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）方法を利用して、基板上に金属または導電性を有する金属酸化物またはこれらの合金を蒸着させてアノードを形成し、その上に正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層などを含む有機物層を溶液工程および／または蒸着工程により形成した後、その上にカソードとして使用可能な物質を蒸着させることにより製造される。このような方法以外にも、基板上に、カソード物質から有機物層、アノード物質を順次に蒸着させて有機発光素子を作ることができる。

前記コーティング組成物を用いて正孔注入層を形成するステップは、前記コーティング組成物をコーティングするステップと、前記コーティングされたコーティング組成物を乾燥するステップとを含む。

本発明の一実施態様において、前記乾燥するステップは、熱処理により行われ、熱処理して乾燥するステップにおける熱処理温度は、８５℃〜２５０℃であり、一実施態様によれば、１００℃〜２５０℃であってもよいし、もう一つの実施態様において、１５０℃〜２５０℃であってもよい。前記熱処理温度の範囲を満足する場合、溶媒を完璧に除去することができ、正孔注入層の物質が硬化基を含む場合、前記熱処理条件で十分に硬化されて、次の溶液工程による物質の損傷を最小化することができる。

もう一つの実施態様において、前記熱処理して乾燥するステップにおける熱処理時間は、１分〜３時間であり、一実施態様によれば、１分〜２時間であってもよいし、もう一つの実施態様において、３０分〜１時間であってもよい。前記熱処理時間の範囲を満足する場合、溶媒を完璧に除去することができ、正孔注入層の物質が硬化基を含む場合、前記熱処理条件で十分に硬化されて、次の溶液工程による物質の損傷を最小化することができる。

前記コーティング組成物を用いて形成された有機物層を形成するステップにおいて、前記熱処理して乾燥するステップを含む場合、前記コーティング組成物を用いて形成された有機物層の表面上に他の層を積層する時、溶媒によって溶解したり、形態学的に影響を受けたり、分解されるのを防止することができる。

前記アノード物質としては、通常、有機物層への正孔注入が円滑となるように仕事関数の大きい物質が好ましい。本発明で使用可能なアノード物質の具体例としては、バナジウム、クロム、銅、亜鉛、金のような金属、またはこれらの合金；亜鉛酸化物、インジウム酸化物、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）のような金属酸化物；ＺｎＯ：ＡｌまたはＳｎＯ_２：Ｓｂのような金属と酸化物との組み合わせ；ポリ（３−メチルチオフェン）、ポリ［３，４−（エチレン−１，２−ジオキシ）チオフェン］（ＰＥＤＯＴ）、ポリピロールおよびポリアニリンのような導電性高分子などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。

前記カソード物質としては、通常、有機物層への電子注入が容易となるように仕事関数の小さい物質であることが好ましい。カソード物質の具体例としては、バリウム、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、チタン、インジウム、イットリウム、リチウム、ガドリニウム、アルミニウム、銀、スズおよび鉛のような金属、またはこれらの合金；ＬｉＦ／ＡｌまたはＬｉＯ_２／Ａｌのような多層構造の物質などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。

前記正孔注入層は、電極から正孔を注入する層で、正孔注入物質としては、正孔を輸送する能力を有し、アノードからの正孔注入効果、発光層または発光材料に対して優れた正孔注入効果を有し、発光層で生成された励起子の電子注入層または電子注入材料への移動を防止し、また、薄膜形成能力の優れた化合物が好ましい。正孔注入物質のＨＯＭＯ（ｈｉｇｈｅｓｔｏｃｃｕｐｉｅｄｍｏｌｅｃｕｌａｒｏｒｂｉｔａｌ）がアノード物質の仕事関数と周辺の有機物層のＨＯＭＯとの間であることが好ましい。正孔注入物質の具体例としては、金属ポルフィリン（ｐｏｒｐｈｙｒｉｎ）、オリゴチオフェン、アリールアミン系の有機物、ヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン系の有機物、キナクリドン（ｑｕｉｎａｃｒｉｄｏｎｅ）系の有機物、ペリレン（ｐｅｒｙｌｅｎｅ）系の有機物、アントラキノンおよびポリアニリンとポリチオフェン系の導電性高分子などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。

前記正孔輸送層は、正孔注入層から正孔を受け取って発光層まで正孔を輸送する層で、正孔輸送物質としては、アノードや正孔注入層から正孔輸送を受けて発光層に移しうる物質で、正孔に対する移動性の大きい物質が好適である。具体例としては、アリールアミン系の有機物、導電性高分子、および共役部分と非共役部分が共にあるブロック共重合体などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。

前記発光物質としては、正孔輸送層と電子輸送層から正孔と電子の輸送をそれぞれ受けて結合させることにより可視光線領域の光を発しうる物質であって、蛍光や燐光に対する量子効率の良い物質が好ましい。具体例としては、８−ヒドロキシ−キノリンアルミニウム錯体（Ａｌｑ_３）；カルバゾール系化合物；二量体化スチリル（ｄｉｍｅｒｉｚｅｄｓｔｙｒｙｌ）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、ルブレンなどがあるが、これらにのみ限定されるものではない。

前記発光層は、ホスト材料およびドーパント材料を含むことができる。ホスト材料は、縮合芳香族環誘導体またはヘテロ環含有化合物などがある。具体的には、縮合芳香族環誘導体としては、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、ナフタレン誘導体、ペンタセン誘導体、フェナントレン化合物、フルオランテン化合物などがあり、ヘテロ環含有化合物としては、カルバゾール誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ラダー型フラン化合物、ピリミジン誘導体などがあるが、これらに限定されない。

ドーパント材料としては、芳香族アミン誘導体、スチリルアミン化合物、ホウ素錯体、フルオランテン化合物、金属錯体などがある。具体的には、芳香族アミン誘導体としては、置換もしくは非置換のアリールアミノ基を有する縮合芳香族環誘導体であって、アリールアミノ基を有するピレン、アントラセン、クリセン、ペリフランテンなどがあり、スチリルアミン化合物としては、置換もしくは非置換のアリールアミンに少なくとも１個のアリールビニル基が置換されている化合物で、アリール基、シリル基、アルキル基、シクロアルキル基、およびアリールアミノ基からなる群より１または２以上選択される置換基が置換もしくは非置換である。具体的には、スチリルアミン、スチリルジアミン、スチリルトリアミン、スチリルテトラアミンなどがあるが、これらに限定されない。また、金属錯体としては、イリジウム錯体、白金錯体などがあるが、これらに限定されない。

前記電子輸送層は、電子注入層から電子を受け取って発光層まで電子を輸送する層で、電子輸送物質としては、カソードから電子注入をきちんと受けて発光層に移しうる物質であって、電子に対する移動性の大きい物質が好適である。具体例としては、８−ヒドロキシキノリンのＡｌ錯体；Ａｌｑ_３を含む錯体；有機ラジカル化合物；ヒドロキシフラボン−金属錯体などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。電子輸送層は、従来技術により使用されているような、任意の所望するカソード物質と共に使用可能である。特に、適切なカソード物質の例は、低い仕事関数を有し、アルミニウム層またはシルバー層が後に続く通常の物質である。具体的には、セシウム、バリウム、カルシウム、イッテルビウム、およびサマリウムであり、各場合、アルミニウム層またはシルバー層が後に続く。

前記電子注入層は、電極から電子を注入する層で、電子を輸送する能力を有し、カソードからの電子注入効果、発光層または発光材料に対して優れた電子注入効果を有し、発光層で生成された励起子の正孔注入層への移動を防止し、また、薄膜形成能力の優れた化合物が好ましい。具体的には、フルオレノン、アントラキノジメタン、ジフェノキノン、チオピランジオキシド、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、ペリレンテトラカルボン酸、フレオレニリデンメタン、アントロンなどとそれらの誘導体、金属錯体化合物および含窒素５員環誘導体などがあるが、これらに限定されない。

前記金属錯体化合物としては、８−ヒドロキシキノリナトリチウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナト）亜鉛、ビス（８−ヒドロキシキノリナト）銅、ビス（８−ヒドロキシキノリナト）マンガン、トリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム、トリス（８−ヒドロキシキノリナト）ガリウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）亜鉛、ビス（２−メチル−８−キノリナト）クロロガリウム、ビス（２−メチル−８−キノリナト）（ｏ−クレゾラート）ガリウム、ビス（２−メチル−８−キノリナト）（１−ナフトラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリナト）（２−ナフトラート）ガリウムなどがあるが、これらに限定されない。

前記正孔阻止層は、正孔のカソード到達を阻止する層で、一般的に、正孔注入層と同じ条件で形成される。具体的には、オキサジアゾール誘導体やトリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ＢＣＰ、アルミニウム錯体（ａｌｕｍｉｎｕｍｃｏｍｐｌｅｘ）などがあるが、これらに限定されない。

本発明に係る有機発光素子は、使用される材料によって、前面発光型、後面発光型、または両面発光型であってもよい。

以下、本発明を具体的に説明するために実施例を挙げて詳細に説明する。しかし、本発明に係る実施例は種々の異なる形態に変形可能であり、本発明の範囲が以下に述べる実施例に限定されると解釈されない。本発明の実施例は、当業界における平均的な知識を有する者に本明細書をより完全に説明するために提供されるものである。

＜実験例＞
＜実験例１＞
実施例１−１．
ＩＴＯが５００Åの厚さに薄膜コーティングされたガラス基板を、洗剤を溶かした蒸留水に入れて超音波洗浄した。この時、洗剤としてはフィッシャー社（ＦｉｓｈｅｒＣｏ．）製品を用い、蒸留水としてはミリポア社（ＭｉｌｌｉｐｏｒｅＣｏ．）製品のフィルタで２次濾過した蒸留水を用いた。ＩＴＯを３０分間洗浄した後、蒸留水で２回繰り返し超音波洗浄を１０分間進行させた。蒸留水洗浄が終わった後、アセトン、イソプロピルアルコールの溶剤で超音波洗浄を進行させた。このように用意されたＩＴＯ透明電極上に、第１ホスト（下記のＨＩＬ−１）および第２ホスト（下記のＨＩＬ−２）を含むホストとｐ−ドーパント（下記化学式Ａ−３）との比率を重量比０．８：０．２で混合した組成物を、シクロヘキサノン溶媒に２ｗｔ％（質量％）に溶かして、窒素雰囲気下でスピンコーティングし、ホットプレートで２２０℃、３０分の条件で硬化させて、５００Åの厚さの正孔注入層を形成した。この時、使用されたホストは、第１ホストと第２ホストとの重量比７：３を適用した。

これを真空蒸着装置内に導入し、ベース圧力が２×１０^−５Ｐａ以下となった時、Ａｌ（１，０００Å）を蒸着してＨＯＤ（ＨｏｌｅＯｎｌｙＤｅｖｉｃｅ）素子を製造した。前記過程で、Ａｌの蒸着速度は０．１〜０．５ｎｍ／ｓを維持した。

前記第１ホストおよび第２ホストとして使用された化合物の、ＡＣ２によって測定されたＨＯＭＯエネルギー準位値を下記表１に示した。

実施例１−２．
前記実施例１−１において、第１ホストと第２ホストとの重量比（第１ホスト：第２ホスト）を５：５で含むことを除けば、前記実施例１−１と同様の方法でＨＯＤ素子を製造した。

実施例１−３．
前記実施例１−１において、第１ホストと第２ホストとの重量比（第１ホスト：第２ホスト）を３：７で含むことを除けば、前記実施例１−１と同様の方法でＨＯＤ素子を製造した。

実施例１−４．
前記実施例１−１において、第１ホストと第２ホストとの重量比（第１ホスト：第２ホスト）を１０：０で含むことを除けば、前記実施例１−１と同様の方法でＨＯＤ素子を製造した。

実施例１−５．
前記実施例１−１において、第１ホストと第２ホストとの重量比（第１ホスト：第２ホスト）を０：１０で含むことを除けば、前記実施例１−１と同様の方法でＨＯＤ素子を製造した。

前記実施例１−１〜１−５で製造されたＨＯＤ素子の駆動電圧および電流密度を測定し、その結果を下記表２に示した。

下記の図２は、実施例１−１〜１−５の電流密度−駆動電圧値を示す図であり、黒色のグラフは実施例１−４、赤色のグラフは実施例１−１、青色のグラフは実施例１−２、緑色のグラフは実施例１−３、黄色のグラフは実施例１−５を示す。

比較例１−１．
前記実施例１−１において、第２ホストの代わりに下記第３ホスト（［ＨＩＬ−３］）を用いたことを除けば、前記実施例１−１と同様の方法でＨＯＤ素子を製造した。下記の第１ホストおよび第３ホストのＨＯＭＯエネルギー準位値の差は０．２ｅＶ未満である。

比較例１−２．
前記比較例１−１において、第１ホストと第３ホストとの重量比（第１ホスト：第３ホスト）を５：５で含むことを除けば、前記比較例１−１と同様の方法でＨＯＤ素子を製造した。

比較例１−３．
前記比較例１−１において、第１ホストと第３ホストとの重量比（第１ホスト：第３ホスト）を３：７で含むことを除けば、前記比較例１−１と同様の方法でＨＯＤ素子を製造した。

比較例１−４．
前記比較例１−１において、第１ホストと第３ホストとの重量比（第１ホスト：第３ホスト）を１０：０で含むことを除けば、前記比較例１−１と同様の方法でＨＯＤ素子を製造した。

比較例１−５．
前記比較例１−１において、第１ホストと第３ホストとの重量比（第１ホスト：第３ホスト）を０：１０で含むことを除けば、前記比較例１−１と同様の方法でＨＯＤ素子を製造した。

前記比較例１−１〜１−５で製造されたＨＯＤ素子の駆動電圧および電流密度を測定し、その結果を下記表３に示した。

前記表２から、正孔注入層がＨＯＭＯエネルギー準位値の差が０．２ｅＶ以上である第１ホスト（ＨＩＬ−１）および第２ホスト（ＨＩＬ−２）を含む場合、両物質のミキシング比率に応じたホール注入特性の差（Ｊ）が大きいことを確認することができる。したがって、前記正孔注入層を有機発光素子に適用時、電子輸送層、発光層などに含まれる物質が変更されても、両物質のミキシング比率を調節することにより、素子の電荷バランスを最適化させられることを確認することができる。

しかし、前記表３から、正孔注入層にＨＯＭＯエネルギー準位値の差が０．２ｅＶ未満である第１ホスト（ＨＩＬ−１）および第３ホスト（ＨＩＬ−３）を含む場合、両物質のミキシング比率を調節してもホール注入特性の差（Ｊ）が大きくないことを確認することができる。これによって、前記正孔注入層を有機発光素子に適用時、電子輸送層、発光層などに含まれる物質が変更される場合、正孔注入層材料（第１ホストおよび第３ホスト）のミキシング比率を調節して、素子の電荷バランスを最適化することが容易でないことを確認することができる。

下記の図６は、比較例１−１〜１−５の電流密度−駆動電圧値を示す図であり、黒色のグラフは比較例１−４、赤色のグラフは比較例１−１、青色のグラフは比較例１−２、緑色のグラフは比較例１−３、黄色のグラフは比較例１−５を示す。

＜実験例２＞
実施例２−１．
ＩＴＯが５００Åの厚さに薄膜コーティングされたガラス基板を、洗剤を溶かした蒸留水に入れて超音波洗浄した。この時、洗剤としてはフィッシャー社（ＦｉｓｈｅｒＣｏ．）製品を用い、蒸留水としてはミリポア社（ＭｉｌｌｉｐｏｒｅＣｏ．）製品のフィルタで２次濾過した蒸留水を用いた。ＩＴＯを３０分間洗浄した後、蒸留水で２回繰り返し超音波洗浄を１０分間進行させた。蒸留水洗浄が終わった後、アセトン、イソプロピルアルコールの溶剤で超音波洗浄を進行させた。

このように用意されたＩＴＯ透明電極上に、第１ホスト（前記ＨＩＬ−１）および第２ホスト（前記ＨＩＬ−２）とｐ−ドーパント（下記化学式Ａ−３）との比率を重量比０．８：０．２で混合した組成物を、シクロヘキサノンに２ｗｔ％に溶かして、窒素雰囲気下でスピンコーティングし、ホットプレートで２２０℃、３０分の条件で硬化させて、４００Åの厚さの正孔注入層を形成した。この時、使用されたホストは、第１ホストと第２ホストとの重量比７：３を適用した。

このように形成した正孔注入層上に、下記の化合物１をトルエンに１ｗｔ％に溶かした溶液を、窒素雰囲気下でスピンコーティングし、ホットプレートで１２０℃、１００分の条件で熱処理して、２００Åの厚さの正孔輸送層を形成した。

このように形成した基板を真空蒸着装置内に導入し、ベース圧力が２×１０^−５Ｐａ以下となった時、下記の化合物２と下記の化合物３を同時に蒸着して、２００Åの発光層を形成した。この時、ドーパントとして使用された化合物３は５％質量比を適用した。この後、電子輸送層（ＥＴＬ−Ａ）を３５０Å蒸着した。この後、ＬｉＦ（１０Å）、Ａｌ（１，０００Å）を順次に蒸着して有機発光素子を製造した。前記過程で、化合物３を除いた有機物は１〜２Å／ｓの蒸着速度で形成され、ＬｉＦの蒸着速度は０．１〜０．５Å／ｓ、Ａｌは物質の蒸着速度は１〜５Å／ｓを維持した。

実施例２−２．
前記実施例２−１において、第１ホストと第２ホストとの重量比（第１ホスト：第２ホスト）を５：５で含むことを除けば、前記実施例２−１と同様の方法で有機発光素子を製造した。

実施例２−３．
前記実施例２−１において、第１ホストと第２ホストとの重量比（第１ホスト：第２ホスト）を３：７で含むことを除けば、前記実施例２−１と同様の方法で有機発光素子を製造した。

比較例２−１．
前記実施例２−１において、第１ホストと第２ホストとの重量比（第１ホスト：第２ホスト）を１０：０で含むことを除けば、前記実施例２−１と同様の方法で有機発光素子を製造した。

比較例２−２．
前記実施例２−１において、第１ホストと第２ホストとの重量比（第１ホスト：第２ホスト）を０：１０で含むことを除けば、前記実施例２−１と同様の方法で有機発光素子を製造した。

実施例２−１〜２−３と、比較例２−１および２−２で製造された有機発光素子について、駆動電圧、電流密度、光効率および色座標を測定した値を下記表４に記載し、下記の図３は、実施例２−１〜２−３と、比較例２−１および２−２の電流密度−駆動電圧値を示す図である。

黒色のグラフは比較例２−１、赤色のグラフは実施例２−１、青色のグラフは実施例２−２、緑色のグラフは実施例２−３、橙色のグラフは比較例２−２を示す。

＜実験例３＞
実施例３−１．
前記実施例２−１において、電子輸送層の材料としてＥＴＬ−Ａの代わりにＬＧ−２０１を用いたことを除けば、前記実施例２−１と同様の方法で有機発光素子を製造した。

実施例３−２．
前記実施例３−１において、第１ホストと第２ホストとの重量比（第１ホスト：第２ホスト）を５：５で含むことを除けば、前記実施例３−１と同様の方法で有機発光素子を製造した。

実施例３−３．
前記実施例３−１において、第１ホストと第２ホストとの重量比（第１ホスト：第２ホスト）を３：７で含むことを除けば、前記実施例３−１と同様の方法で有機発光素子を製造した。

比較例３−１．
前記実施例３−１において、第１ホストと第２ホストとの重量比（第１ホスト：第２ホスト）を１０：０で含むことを除けば、前記実施例３−１と同様の方法で有機発光素子を製造した。

比較例３−２．
前記実施例３−１において、第１ホストと第２ホストとの重量比（第１ホスト：第２ホスト）を０：１０で含むことを除けば、前記実施例３−１と同様の方法で有機発光素子を製造した。

実施例３−１〜３−３と、比較例３−１および３−２で製造された有機発光素子について、駆動電圧、電流密度、光効率および色座標を測定した値を下記表５に記載し、下記の図４は、実施例３−１〜３−３と、比較例３−１および３−２の電流密度−駆動電圧値を示す図である。

黒色のグラフは比較例３−１、赤色のグラフは実施例３−１、青色のグラフは実施例３−２、緑色のグラフは実施例３−３、橙色のグラフは比較例３−２を示す。

＜実験例４＞
実施例４−１．
前記実施例２−１において、電子輸送層の材料としてＥＴＬ−Ａの代わりにＬＧ−２０１とＬｉｑを用いたことを除けば、前記実施例２−１と同様の方法で有機発光素子を製造した。

実施例４−２．
前記実施例４−１において、第１ホストと第２ホストとの重量比（第１ホスト：第２ホスト）を５：５で含むことを除けば、前記実施例４−１と同様の方法で有機発光素子を製造した。

実施例４−３．
前記実施例４−１において、第１ホストと第２ホストとの重量比（第１ホスト：第２ホスト）を３：７で含むことを除けば、前記実施例４−１と同様の方法で有機発光素子を製造した。

比較例４−１．
前記実施例４−１において、第１ホストと第２ホストとの重量比（第１ホスト：第２ホスト）を１０：０で含むことを除けば、前記実施例４−１と同様の方法で有機発光素子を製造した。

比較例４−２．
前記実施例４−１において、第１ホストと第２ホストとの重量比（第１ホスト：第２ホスト）を０：１０で含むことを除けば、前記実施例４−１と同様の方法で有機発光素子を製造した。

実施例４−１〜４−３と、比較例４−１および４−２で製造された有機発光素子について、駆動電圧、電流密度、光効率および色座標を測定した値を下記表６に記載し、下記の図５は、実施例４−１〜４−３と、比較例４−１および４−２の電流密度−駆動電圧値を示す図である。

黒色のグラフは比較例４−１、赤色のグラフは実施例４−１、青色のグラフは実施例４−２、緑色のグラフは実施例４−３、橙色のグラフは比較例４−２を示す。

前記実験例２〜４でそれぞれ使用された電子輸送層材料であるＥＴＬ−Ａ、ＬＧ２０１、ＬＧ２０１＋Ｌｉｑは電子注入特性が異なり、ＬＧ２０１＋Ｌｉｑ＞ＬＧ２０１＞ＥＴＬ−Ａの順に優れている。

前記表４〜６の本願の実施例は、正孔注入層内にＨＯＭＯエネルギー準位値の差が０．２ｅＶ以上である２種類のホストを含むことにより、第１ホストおよび第２ホストのミキシング（Ｍｉｘｉｎｇ）比率に応じて電流密度−電圧曲線（Ｊ−Ｖｃｕｒｖｅ）を調節できることを確認し、前記実験結果から、素子の構造および／または素子に使用される材料が変更されても、適切なミキシング比率を選択することにより、電荷バランスを調節し、最適化された有機発光素子を製造できることを確認することができる。

しかしながら、前記表４〜６の比較例は、素子を最適化するためには、正孔注入層内に含まれる物質を新たに開発しなければならない問題点があることを確認することができる。

また、電子輸送層の材料を変更することにより、光効率（Ｉｍ／Ｗ）の最大値が第１ホストおよび第２ホストのミキシング（Ｍｉｘｉｎｇ）比率に応じて異なるので、素子の構造によって最大光効率値を得るためのミキシング比率を最適化できることを確認することができる。

１：基板
２：アノード
３：正孔注入層
４：正孔輸送層
５：発光層
６：電子輸送層
７：電子注入層
８：カソード

Claims

第１電極と、前記第１電極に対向して備えられた第２電極と、前記第１電極と第２電極との間に備えられた発光層、および前記発光層と第１電極との間に備えられた正孔注入層を含む有機物層とを含み、
前記正孔注入層は、第１ホスト、第２ホスト、およびドーパントを含み、
前記第１ホストおよび第２ホストのＨＯＭＯエネルギー準位値の差が０．２ｅＶ以上である有機発光素子。
前記第１ホストおよび第２ホストは、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）からなる第１電極、正孔注入層、およびＡｌからなる第２電極のみを含み、前記正孔注入層の厚さが５００Åの時、
前記正孔注入層が第１ホストを含む場合の、２Ｖまたは３Ｖでの電流密度値と、第２ホストを含む場合の、２Ｖまたは３Ｖでの電流密度値との差が２００ｍＡ／ｃｍ^２以上である、請求項１に記載の有機発光素子。
前記第１ホストおよび第２ホストのうちの１以上のＨＯＭＯエネルギー準位値とドーパントのＬＵＭＯエネルギー準位値との差が０．５ｅＶ以下である、請求項１に記載の有機発光素子。
前記有機物層は正孔輸送層をさらに含み、
前記第１ホストおよび第２ホストのうちの１以上と正孔輸送層のＨＯＭＯエネルギー準位値の差が０．４ｅＶ以下である、請求項１に記載の有機発光素子。
前記第１ホストおよび第２ホストは、アミン系化合物である、請求項１に記載の有機発光素子。
前記第１ホストおよび第２ホストは、アミン基の個数の差が１以上である、請求項５に記載の有機発光素子。
前記第１ホストは、下記化学式１で表され、前記第２ホストは、下記化学式２で表されるものである、請求項１に記載の有機発光素子：
前記化学式１において、
Ｌ１は、置換もしくは非置換のアリーレン基であり、
Ａｒ１〜Ａｒ４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であり、
前記化学式２において、
Ａｒ５〜Ａｒ７は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のアリール基である。
基板を用意するステップと、
前記基板上に第１電極を形成するステップと、
前記第１電極上に正孔注入層を含む有機物層を形成するステップと、
前記正孔注入層を含む有機物層上に発光層を含む有機物層を形成するステップと、
前記発光層を含む有機物層上に第２電極を形成するステップとを含み、
前記正孔注入層は、第１ホスト、第２ホスト、およびドーパントを含み、
前記第１ホストおよび第２ホストのＨＯＭＯエネルギー準位値の差が０．２ｅＶ以上である有機発光素子の製造方法。
前記正孔注入層は、溶液工程または蒸着工程を用いて形成されたものである、請求項８に記載の有機発光素子の製造方法。