KR100903542B1 - 유기 ｅｌ 소자 - Google Patents

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가부시키가이샤 도요다 지도숏키
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Abstract

본 발명에 관련된 유기 EL 소자는, 양극 상에 1 개 이상의 발광층 및 음극이 이 순서로 형성된 유기 EL 소자로서, 상기 발광층이 전자 수송성 재료, 홀 수송성 재료 및 발광 도펀트를 함유하는 것이다. 상기 발광층 및 상기 음극 사이에, 전자 수송층이 추가로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 본 발명에 의하면, 백색도, 색재현성, 발광 효율 및 소자 수명을 종래보다 개선한 유기 EL 소자를 제공할 수 있다.
유기 EL 소자, 발광층, 전자 수송성 재료, 홀 수송성 재료, 발광 도펀트

Description

유기 ＥＬ 소자{ORGANIC EL DEVICE}
본 발명은, 양극 상에 1 개 이상의 발광층 및 음극이 이 순서로 적층된 유기 EL 소자에 관한 것이다.
종래, 대향하는 전극 (양극 및 음극) 사이에 유기 발광 재료가 함유된 발광층을 구비하고, 이들 전극간에 전류를 흐르게 함으로써 발광층으로부터 광 (일렉트로루미네선스, EL) 이 발해지는 유기 EL 소자가 알려져 있다. 이러한 유기 EL 소자 중에서도, 특허문헌 1 에는 그 양극 상에 2 층의 발광층이 적층된 유기 EL 소자가 개시되어 있다.
또한 특허문헌 2 에는, 그 양극 상에 청색 발광층, 녹색 발광층, 적색 발광층 및 음극이 이 순서로 적층된 유기 EL 소자가 개시되어 있다.
또한 특허문헌 3 에는, 그 양극 상에 적색 발광층, 녹색 발광층, 청색 발광층 및 음극이 이 순서로 적층된 유기 EL 소자가 개시되어 있다.
또한 특허문헌 4 에는, 이러한 발광층간에 전하 수송 버퍼층이 형성된 유기 EL 소자가 개시되어 있다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2000-68057호
특허문헌 2: 일본 공개특허공보 평10-3990호
특허문헌 3: 일본 공개특허공보 2002-175879호
특허문헌 4: 일본 공개특허공보 2001-313180호
그러나, 발광층이 2 층만인 유기 EL 소자에는, 색의 재현성이 낮다는 문제가 있었다. 또한 발광층을 3 층으로 해도, 양극측부터 청색 발광층, 녹색 발광층, 적색 발광층의 순서로 적층한 경우에도, 양극측부터 적색 발광층, 녹색 발광층, 청색 발광층의 순서로 적층한 경우에도, 발광 효율이 낮다는 문제가 있었다. 또한, 이러한 유기 EL 소자의 발광층간에 전하 수송 버퍼층을 형성하더라도, 실용적으로 충분한 색도(色度), 색재현성, 발광 효율, 소자 수명 등을 얻는 것은 곤란하였다.
본 발명의 목적은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 색도, 색재현성, 발광 효율 및 소자 수명을 종래보다 개선한 유기 EL 소자를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관련된 제 1 유기 EL 소자는 그 양극 상에 적어도 적색 발광층, 청색 발광층, 녹색 발광층 및 음극이 이 순서로 형성되고, 그 청색 발광층 및 그 녹색 발광층이 1 종류 이상의 공통 유도체를 함유하는 것을 특징으로 하고, 백색도, 색재현성, 발광 효율 및 소자 수명을 개선한다.
또한 본 발명에 관련된 제 1 유기 EL 소자에 있어서, 상기 녹색 발광층 및 상기 음극 사이에 전자 수송층을 형성하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 관련된 제 1 유기 EL 소자에 있어서, 상기 청색 발광층 및 상기 녹색 발광층에 함유되는 1 종류 이상의 공통 유도체가, 디스티릴아릴렌 유도체, 퀴놀리노라트계 금속 착물, 피렌 유도체, 페릴렌 유도체, 디스티릴아민 유도체, 안트라센 유도체, 카르바졸 유도체, 실롤 유도체 및 트리페닐아민 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 것이 바람직하다.
공통 유도체가 상기 청색 발광층 및 상기 녹색 발광층에 함유되면, 발광 효율 및 소자 수명이 향상된다. 발광 효율 및 소자 수명이 향상되는 이유로서는, 이하의 2 점을 생각할 수 있다.
1. 상기 청색 발광층 및 상기 녹색 발광층이 비슷한 구조를 가지게 되므로, 이들 층간에서 엑사이플렉스 또는 CT 착물이 형성될 가능성이 없어진다.
2. 상기 청색 발광층 및 상기 녹색 발광층의 호스트 재료간의 에너지 레벨의 차가 작아지므로, 이들 층간을 캐리어 (전자나 홀) 가 순조롭게 이동할 수 있게 된다.
또한 본 발명에 관련된 제 1 유기 EL 소자에 있어서, 상기 청색 발광층의 호스트 재료 및 상기 녹색 발광층의 호스트 재료가, 1 종류 이상의 공통 유도체를 함유하는 것이 바람직하다.
또 본 발명에 관련된 제 1 유기 EL 소자에 있어서, 상기 청색 발광층의 호스트 재료 및 상기 녹색 발광층의 호스트 재료가, 디스티릴아릴렌 유도체, 퀴놀리노 라트계 금속 착물, 피렌 유도체, 페릴렌 유도체, 안트라센 유도체, 카르바졸 유도체, 실롤 유도체 및 트리페닐아민 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 관련된 제 1 유기 EL 소자에 있어서, 상기 청색 발광층의 도펀트 및 상기 녹색 발광층의 도펀트가, 1 종류 이상의 공통 유도체를 함유하는 것이 바람직하다.
또 본 발명에 관련된 제 1 유기 EL 소자에 있어서, 상기 청색 발광층의 도펀트 및 상기 녹색 발광층의 도펀트가, 퀴놀리노라트계 금속 착물, 피렌 유도체, 페릴렌 유도체, 디스티릴아민 유도체, 안트라센 유도체, 실롤 유도체 및 트리페닐아민 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 관련된 제 1 유기 EL 소자에 있어서, 상기 청색 발광층의 도펀트 및 상기 녹색 발광층의 도펀트가, 각각 상기 청색 발광층 및 상기 녹색 발광층 중에 함유되는 유도체 중에서 형광 양자 수율이 가장 높은 유도체를 함유하는 것이 바람직하다.
또 본 발명에 관련된 제 1 유기 EL 소자에 있어서, 상기 청색 발광층의 도펀트 및 상기 녹색 발광층의 도펀트가, 퀴놀리노라트계 금속 착물, 피렌 유도체, 페릴렌 유도체, 디스티릴아민 유도체, 안트라센 유도체, 실롤 유도체 및 트리페닐아민 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 관련된 제 1 유기 EL 소자에 있어서, 상기 적색 발광층 및 상기 청색 발광층 사이에 블록층을 형성하는 것이 바람직하다.
또, 본 발명에 관련된 제 1 유기 EL 소자에 있어서, 상기 전자 수송층은 1 층으로 형성되어도 된다.
또한 본 발명에 관련된 제 1 유기 EL 소자에 있어서, 상기 전자 수송층은 2 층으로 형성되어도 된다. 또, 상기 2 층으로 형성되는 상기 전자 수송층 중, 상기 양극측의 층을 트리스(8-퀴놀리노라트) 알루미늄층으로 하고, 상기 음극측의 층을 페난트롤린 유도체층 또는 트리페닐메탄 유도체층으로 해도 된다.
또한 본 발명에 관련된 제 1 유기 EL 소자에 있어서, 상기 전자 수송층은 복수의 유도체를 혼합하여 형성된 층이어도 된다.
또 본 발명에 관련된 제 1 유기 EL 소자에 있어서, 상기 전자 수송층은 1 개 이상의 금속 착물을 함유하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 관련된 제 1 유기 EL 소자는 인광 물질을 함유해도 된다.
또 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관련된 제 2 유기 EL 소자는 양극 상에 1 개 이상의 발광층 및 음극이 이 순서로 형성된 유기 EL 소자로서, 상기 발광층이 전자 수송성 재료, 홀 수송성 재료 및 발광 도펀트를 함유하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 관련된 제 2 유기 EL 소자에 있어서, 상기 발광층 및 상기 음극 사이에 전자 수송층을 형성하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 관련된 제 2 유기 EL 소자에 있어서, 상기 발광층의 전자 수송성 재료와 상기 전자 수송층의 전자 수송성 재료가 동일한 것이 바람직하다.
또 본 발명에 관련된 제 2 유기 EL 소자에 있어서, 상기 양극 상에 적어도 적색 발광층, 청색 발광층, 녹색 발광층 및 상기 음극이 이 순서로 형성되고, 상기 녹색 발광층이 전자 수송성 재료, 홀 수송성 재료 및 발광 도펀트를 함유하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 관련된 제 2 유기 EL 소자에 있어서, 상기 청색 발광층이 호스트 재료와 발광 도펀트를 함유하고, 상기 청색 발광층 및 상기 녹색 발광층이 1 종류 이상의 공통 유도체를 함유하는 것이 바람직하다.
또 본 발명에 관련된 제 2 유기 EL 소자에 있어서, 상기 청색 발광층의 호스트 재료 및 상기 녹색 발광층의 홀 수송성 재료가, 1 종류 이상의 공통 유도체를 함유하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 관련된 제 2 유기 EL 소자에 있어서, 상기 공통 유도체가 상기 녹색 발광층에 대하여 3중량%∼60중량% 함유되는 것이 바람직하고, 5중량%∼50중량% 함유되는 것이 보다 바람직하다.
또 본 발명에 관련된 제 2 유기 EL 소자에 있어서, 상기 공통 유도체가 디스티릴아릴렌 유도체, 퀴놀리노라트계 금속 착물, 피렌 유도체, 페릴렌 유도체, 디스티릴아민 유도체, 안트라센 유도체, 실롤 유도체 및 트리페닐아민 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 것이 바람직하고, 상기 금속 착물은 퀴놀리노라트계 금속 착물인 것이 보다 바람직하고, (4-페닐페놀라트)비스(8-퀴놀리노라트)알루미늄이나 트리스(8-퀴놀리노라트)알루미늄인 것이 가장 바람직하다.
또한 본 발명에 관련된 제 2 유기 EL 소자에 있어서, 상기 청색 발광층이 호스트 재료와 발광 도펀트를 함유하고, 상기 청색 발광층의 도펀트 및 상기 녹색 발 광층의 도펀트가 1 종류 이상의 공통 유도체를 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명에 관련된 제 2 유기 EL 소자에 있어서, 상기 도펀트로서의 공통 유도체가 퀴놀리노라트계 금속 착물, 피렌 유도체, 페릴렌 유도체, 디스티릴아민 유도체, 안트라센 유도체, 실롤 유도체 및 트리페닐아민 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 것이 바람직하고, 상기 금속 착물은 퀴놀리노라트계 금속 착물인 것이보다 바람직하고, (4-페닐페놀라트)비스(8-퀴놀리노라트)알루미늄이나 트리스(8-퀴놀리노라트)알루미늄인 것이 가장 바람직하다.
또 본 발명에 관련된 제 2 유기 EL 소자에 있어서, 상기 청색 발광층의 도펀트 및 상기 녹색 발광층의 도펀트가, 각각 상기 청색 발광층 및 상기 녹색 발광층 중에 함유되는 유도체 중에서 형광 양자 수율이 가장 높은 유도체를 함유하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 관련된 제 2 유기 EL 소자에 있어서, 상기 적색 발광층 및 상기 청색 발광층 사이에 블록층을 형성하는 것이 바람직하다.
또 본 발명에 관련된 제 2 유기 EL 소자에 있어서, 상기 전자 수송층은 1 층으로 형성되어도 된다.
또한 본 발명에 관련된 제 2 유기 EL 소자에 있어서, 상기 전자 수송층은 2 층으로 형성되어도 된다.
또 본 발명에 관련된 제 2 유기 EL 소자에 있어서, 상기 2 층으로 형성되는 전자 수송층 중, 상기 양극측의 층이 퀴놀리노라트계 금속 착물을 함유하고, 상기 음극측의 층이 페난트롤린 유도체 또는 트리페닐메탄 유도체를 함유하는 것이 바람 직하다.
또한 본 발명에 관련된 제 2 유기 EL 소자에 있어서, 상기 전자 수송층은 복수의 유도체를 혼합하여 형성된 층 (혼합층) 인 것이 바람직하다.
또 본 발명에 관련된 제 2 유기 EL 소자에 있어서, 상기 전자 수송층이 1 개 이상의 금속 착물을 함유하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 관련된 제 2 유기 EL 소자는 인광 물질을 함유해도 된다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관련된 제 3 유기 EL 소자는 양극 및 음극 사이에, 2 개 이상의 발광층이 형성되고, 상기 2 개의 발광층 모두 각각 호스트 재료와 발광 도펀트를 함유하고, 상기 음극측 발광층의 호스트 재료가, 홀 수송성 재료 및 전자 수송성 재료를 함유하고, 그리고 상기 양극측 발광층의 호스트 재료가 상기 홀 수송성 재료를 함유하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명에 관련된 제 3 유기 EL 소자에 있어서, 상기 음극측 발광층의 발광 파장이 상기 양극측 발광층의 발광 파장보다 긴 것이 바람직하다.
본 발명에 관련된 제 1∼제 3 유기 EL 소자에 의하면, 본 발명에 의한 구성을 채용하지 않는 종래의 유기 EL 소자보다 (백)색도, 색재현성이 양호하고, 소자 수명 측정시의 (백)색도의 변화량이 적은 등의 이점을 갖고, 발광 효율 및 소자 수명을 향상시킨 유기 EL 소자를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시형태에 관련된 유기 EL 소자에 관하여, 도 1 을 참조하 면서 상세히 설명한다.
[층 구성]
본 발명에 관련된 유기 EL 소자는 그 양극 (2) 상에 1 개 이상의 발광층 (5, 7, 8) 및 음극 (11) 이 순서대로 적층되어 구성되어 있다.
[기판]
기판 (1) 은 유기 EL 소자를 지지하는, 주로 판 형상의 부재이다. 유기 EL 소자는 구성하는 각 층이 매우 얇기 때문에, 일반적으로 이러한 기판에 의해 지지된 유기 EL 소자로서 제작된다.
기판 (1) 은 유기 EL 소자가 적층되는 부재이기 때문에, 평면 평활성을 갖고 있는 것이 바람직하다.
또한 기판 (1) 은 광 취출측에 있는 경우에는 취출하는 광에 대하여 투명해진다.
기판 (1) 으로서는 상기한 성능을 갖고 있으면 공지된 것을 사용할 수 있다. 일반적으로는, 유리 기판이나 실리콘 기판, 석영 기판 등의 세라믹스 기판이나, 플라스틱 기판 등이 선택된다. 또한 금속 기판이나 지지체에 금속박을 형성한 기판 등도 사용된다. 또한, 동종 또는 이종의 기판을 복수 조합한 복합 시트로 이루어지는 기판을 사용할 수도 있다.
[양극]
양극 (2) 은 본 발명의 유기 EL 소자에 홀을 주입하는 전극이다. 따라서, 양극 (2) 형성용의 재료는 이 성질을 양극 (2) 에 부여하는 재료이면 되고, 일 반적으로 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 이들의 혼합물 등 공지된 재료가 선택된다.
양극 (2) 형성용의 재료로서는, 예를 들어, 인듐-주석-옥사이드 (ITO), 인듐-아연-옥사이드 (IZO), 산화주석, 산화아연, 아연알루미늄 산화물, 질화티탄 등의 금속 산화물이나 금속 질화물; 금, 백금, 은, 구리, 알루미늄, 니켈, 코발트, 납, 크롬, 몰리브덴, 텅스텐, 탄탈, 니오브 등의 금속; 이들 금속의 합금이나 요오드화구리의 합금 등; 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리피롤, 폴리페닐렌비닐렌, 폴리(3-메틸티오펜), 폴리페닐렌술피드 등의 도전성 고분자 등을 들 수 있다.
양극 (2) 은 발광층보다 광 취출측에 형성되는 경우에는, 일반적으로 취출하는 광에 대한 투과율이 10% 보다 커지도록 설정된다. 가시광 영역의 광을 취출하는 경우에는 가시광 영역에서 투과율이 높은 ITO 가 바람직하게 사용된다.
또한 양극 (2) 의 ITO 를 크롬 등의 반사성 도전 재료로 바꾸어 두고, 후술하는 음극 (11) 의 알루미늄 대신에 ITO 등의 투명 전극을 사용하여, 톱 에미션 구조로 해도 된다.
양극 (2) 은 상기한 바와 같은 재료만으로 형성해도 되고, 복수를 혼합하여 형성해도 된다. 또, 동일 조성 또는 이종 조성의 복수층으로 이루어지는 복층 구조이어도 된다.
양극 (2) 의 저항이 높은 경우에는, 보조 전극을 형성하여 저항을 낮추면 된다. 보조 전극이란, 구리, 크롬, 알루미늄, 티탄, 알루미늄 합금 등의 금속 또는 이들의 적층물이 양극 (2) 에 부분적으로 병설된 전극이다.
양극 (2) 은 상기한 바와 같은 재료를 사용하여 스퍼터링법, 이온플레이팅법, 진공 증착법, 스핀코트법, 전자빔 증착법 등의 공지된 박막 형성법에 의해 기판 (1) 상에 형성된다.
또한 양극 (2) 의 표면을 UV 오존 세정하거나 플라즈마 세정하면 된다. 유기 EL 소자의 단락이나 결함의 발생을 억제하기 위해서는, 입경을 미소화하는 방법이나 막형성 후에 연마하는 방법에 의해, 표면 조도 제곱 평균치를 20㎚ 이하로 제어하면 된다.
양극 (2) 의 막두께는 사용하는 재료에도 따르지만, 일반적으로 5㎚∼1㎛ 정도, 바람직하게는 10㎚∼1㎛ 정도, 더욱 바람직하게는 10㎚∼500㎚ 정도, 특히 바람직하게는 10㎚∼300㎚ 정도, 바람직하게는 10㎚∼200㎚ 의 범위에서 선택된다.
양극 (2) 의 시트 전기 저항은 바람직하게는 수백Ω/□ 이하, 보다 바람직하게는 5∼50Ω/□ 정도로 설정된다.
[홀 주입층]
홀 주입층 (3) 이 양극 (2) 과 후술하는 홀 수송층 (4) 또는 발광층 (5, 7, 8) 사이에 형성되어도 된다. 홀 주입층 (3) 은 양극 (2) 으로부터 주입된 홀을 홀 수송층 (4) 이나 발광층 (5, 7, 8) 으로 수송하는 층이다. 따라서, 홀 주입층 형성용의 재료는 이 성질을 홀 주입층 (3) 에 부여하는 재료이면 된다.
홀 주입층 (3) 에 사용할 수 있는 재료는 홀 주입 성능이 높은 재료이면 되고, 예를 들어, 프탈로시아닌 유도체, 포르피린 유도체, 폴리티온 유도체, 폴리티오펜 유도체, 폴리페닐렌비닐렌 유도체, 스타버스트아민 유도체, 폴리아닐린 유도 체 등을 들 수 있고, 그 중에서도 구리 프탈로시아닌, 무금속 프탈로시아닌 등이 바람직하다.
홀 주입층 (3) 은 이들의 재료를 스퍼터링법, 이온플레이팅법, 진공 증착법, 스핀코트법, 전자빔 증착법 등의 공지된 막형성 방법을 이용하고, 양극 (2) 상에 막형성함으로써 제작할 수 있다.
이 홀 주입층 (3) 의 막두께는 3㎚∼60㎚ 가 바람직하고, 5㎚∼30㎚ 가 더욱 바람직하다.
[홀 수송층]
홀 수송층 (4) 이 양극 (2) 또는 홀 주입층 (3) 과 후술하는 발광층 (5, 7, 8) 사이에 형성되어도 된다. 홀 수송층 (4) 은 양극 (2) 이나 홀 주입층 (3) 으로부터 주입된 홀을 발광층 (5, 7, 8) 으로 수송하는 층이다. 따라서, 홀 수송층 형성용의 재료는 이 성질을 홀 수송층 (4) 에 부여하는 재료이면 된다.
홀 수송층 (4) 에 사용할 수 있는 재료는 홀 수송 성능이 높은 재료이면 되고, 예를 들어, 트리아민 유도체, 테트라민 유도체, 벤지딘 유도체, 트리아릴아민 유도체, 아릴렌디아민 유도체, 페닐렌디아민 유도체, 파라페닐렌디아민 유도체, 메타페닐렌디아민 유도체, 1,1-비스(4-디아릴아미노페닐)시클로헥산 유도체, 4,4'-디(디아릴아미노)비페닐유도체, 비스[4-(디아릴아미노)페닐]메탄 유도체, 4,4''-디(디아릴아미노)터페닐유도체, 4,4'''-디(디아릴아미노)쿼터페닐 유도체, 4,4'-디(디아릴아미노)디페닐에테르 유도체, 4,4'-디(디아릴아미노)디페닐술판 유도체, 비스[4-(디아릴아미노)페닐]디메틸메탄 유도체, 비스[4-(디아릴아미노)페닐]-디(트 리플루오로메틸)메탄 유도체 등을 들 수 있고, 그 중에서도 아릴-디(4-디아릴아미노페닐)아민 유도체, 트리페닐아민의 2 량체, 3 량체, 4 량체, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐 등이 바람직하다.
홀 수송층 (4) 은 이들 재료를 스퍼터링법, 이온플레이팅법, 진공 증착법, 스핀코트법, 전자빔 증착법 등의 공지된 막형성 방법을 이용하고, 양극 (2) 또는 홀 주입층 (3) 상에 막형성함으로써 제작할 수 있다.
이 홀 수송층 (4) 의 막두께는 0.5㎚∼200㎚ 가 바람직하고, 10㎚∼90㎚ 가 더욱 바람직하다.
[발광층]
상기 기술한 양극 (2), 홀 주입층 (3) 또는 홀 수송층 (4) 상에는 1 개 이상의 발광층 (5, 7, 8) 이 형성된다. 이러한 발광층으로서는 적색 발광층 (5), 청색 발광층 (7) 및 녹색 발광층 (8) 을 들 수 있다. 이들의 발광층 (5, 7, 8) 전부를 형성하는 경우, 양극 (2) 측부터 적색 발광층 (5), 청색 발광층 (7) 및 녹색 발광층 (8) 의 순서로 적층된다.
[적색 발광층]
적색 발광층 (5) 은 양극 (2), 홀 주입층 (3) 또는 홀 수송층 (4) 과, 후술하는 청색 발광층 (7), 블록층 (6), 전자 수송층 (9) 또는 음극 (11) 사이에 형성되고, 적색 발광 도펀트를 함유하고 있다. 이 때문에, 이 적색 발광층 (5) 의 적색 발광 도펀트에 있어서, 양극 (2) 및 음극 (11) 으로부터 각각 주입된 홀 및 전자가 재결합하여 여기 상태가 되고, 이것이 기저 상태로 되돌아갈 때에 적색을 발광한다. 적색 발광층 (5) 에 사용할 수 있는 재료로서는, 적색 발광능을 갖는 공지된 재료 등 중에서, 임의의 재료를 선택하여 사용할 수 있다.
적색 발광층 (5) 은 적색 발광 호스트 및 적색 발광 도펀트를 함유하고 있는 것이 바람직하다. 이로써, 효율적으로 적색을 발광할 수 있다.
적색 발광층 (5) 에 사용할 수 있는 적색 발광 호스트 재료로서는, 예를 들어, 트리아민 유도체, 테트라민 유도체, 벤지딘 유도체, 트리아릴아민 유도체, 아릴렌디아민 유도체, 페닐렌디아민 유도체, 파라페닐렌디아민 유도체, 메타페닐렌디아민 유도체, 1,1-비스(4-디아릴아미노페닐)시클로헥산 유도체, 4,4'-디(디아릴아미노)비페닐 유도체, 비스[4-(디아릴아미노)페닐]메탄 유도체, 4,4''-디(디아릴아미노)터페닐 유도체, 4,4'''-디(디아릴아미노)쿼터페닐 유도체, 4,4'-디(디아릴아미노)디페닐에테르 유도체, 4,4'-디(디아릴아미노)디페닐술판 유도체, 비스[4-(디아릴아미노)페닐]디메틸메탄 유도체, 비스[4-(디아릴아미노)페닐]-디(트리플루오로메틸)메탄 유도체 등을 들 수 있다.
또한 적색 발광층 (5) 은 1 개 이상의 적색 도펀트를 함유하는 것이 바람직하다. 이로써 유기 EL 소자의 백색도, 색재현성, 발광 효율, 초기 휘도 반감수명 등을 더욱 향상시킬 수 있다.
적색 발광층 (5) 에 함유되는 적색 발광 도펀트로서는, 적색 발광능을 갖는 것이면 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 안트라센 유도체, 테트라센 유도체, 펜타센 유도체, 피렌 유도체, 유로퓸 등의 금속 착물, 벤조피란 유도체, 4-(2전자 흡인기 치환 메틸리덴)-4H-피란 유도체, 4-(2전자 흡인기 치환 메틸리덴)-4H-티오피란 유도체, 로다민 유도체, 벤조티옥산텐 유도체, 포르피린 유도체, 페녹사존 유도체, 페리프란텐 유도체 등을 들 수 있고, 그 중에서도 7-디에틸아미노벤조[a]페녹사진-9H-3-온, [2-t-부틸-6-[trans-2-(2,3,5,6-테트라히드로-1,1,7,7-테트라메틸벤조[i, j]퀴놀리딘-9-일)에테닐]-4H-피란-4-이리덴]-1,3-프로판디니트릴, [2-메틸-6-[trans-2-(2,3,5,6-테트라히드로-1,1,7,7-테트라메틸벤조[i,j]퀴놀리딘-9-일)에테닐]-4H-피란-4-이리덴]-1,3-프로판디니트릴, 디벤조테트라페닐페리프란텐 등이 바람직하다. 또한 비스(2-페닐피리딘)이리듐(III)아세틸아세토네이트, 2,3,7,8,12,13,17,18-옥타에틸-21H,23H-포르피린 플라티나(II) 등의 인광 물질도 바람직하다. 적색 발광 도펀트의 적색 발광층 (5) 전체에 대한 중량% 는, 0.5∼20중량% 가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1∼15중량%, 특히 바람직하게는 2∼10중량% 이다. 이 범위 내이면, 우수한 백색도를 얻을 수 있다.
적색 발광층 (5) 은 이들의 재료를 스퍼터링법, 이온플레이팅법, 진공 공증착법, 스핀코트법, 전자빔 공증착법 등의 공지된 막형성 방법을 이용하고, 양극 (2), 홀 주입층 (3) 또는 홀 수송층 (4) 상에 막형성함으로써 제작할 수 있다.
적색 발광층 (5) 의 막두께는 1nm∼10㎚ 가 바람직하고, 1㎚∼8㎚ 가 더욱 바람직하다.
[블록층]
적색 발광층 (5) 과 후술하는 청색 발광층 (7) 사이에는, 블록층 (6) 을 추가로 형성하는 것이 바람직하다. 여기서「블록층」이란, 발광 재료의 발광 강도를 조정하는 층을 의미한다. 이 블록층 (6) 은 전자 또는 홀을 블로킹함으로 써, 적, 청, 녹 등의 발광 강도 밸런스를 더욱 향상시킬 수 있다. 이로써, 백색도, 색재현성, 발광 효율 및 소자 수명이 더욱 향상된다.
블록층 (6) 에 사용할 수 있는 재료로서는, 홀 수송성 재료 등의, 전자를 블로킹 할 수 있는 재료를 사용하면 되고, 트리아릴아민 유도체, 4,4'-디아미노비페닐 유도체, 홀 수송층 (4) 에 바람직한 것으로 열거한 재료 등을 들 수 있으며, 특히 우수한 전자 블로킹 성능을 갖는 점에서, 그 중에서도 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐 등이 바람직하다. 홀을 블로킹하는 경우에는, 금속 페놀라트, 퀴놀리노라트계 금속 착물, 트리아졸 유도체, 옥사졸 유도체, 옥사디아졸 유도체, 퀴녹살린 유도체, 퀴놀린 유도체, 피롤 유도체, 벤조피롤 유도체, 테트라페닐메탄 유도체, 피라졸 유도체, 티아졸 유도체, 벤조티아졸 유도체, 티아디아졸 유도체, 티오나프텐 유도체, 스피로계 화합물, 이미다졸 유도체, 벤조이미다졸 유도체, 디스티릴벤젠 유도체, 실롤 유도체, 페난트롤린 유도체, 트리페닐메탄 유도체 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 전자 수송성 재료로서, 발광 효율을 향상시키는 관점에서는, 전자 이동도가 높은, 옥사디아졸 유도체, 실롤 유도체, 페난트롤린 유도체, 트리페닐메탄 유도체 등의 전자 수송성 재료를 사용하는 것이 바람직하고, 소자 수명을 길게 하는 관점에서는, 유리 전이 온도가 높은 퀴놀리노라트계 금속 착물 등의 전자 수송성 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 2,9-디메틸-4,7-디페닐페난트롤린, 트리스(8-퀴놀리노라트)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라트)(4-페닐페놀라트)알루미늄 등을 사용하는 것이 바람직하다.
블록층 (6) 은 이들의 재료를 스퍼터링법, 이온플레이팅법, 진공 증착법, 스 핀 코트법, 전자빔 증착법 등의 공지된 막형성 방법을 이용하고, 적색 발광층 (5) 상에 막형성함으로써 제작할 수 있다.
이 블록층 (6) 의 막두께는 0㎚∼20㎚ 가 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.5㎚∼20㎚ 이다. 이 범위 내이면, 우수한 백색도 등을 얻을 수 있다.
[청색 발광층]
청색 발광층 (7) 은 양극 (2), 홀 주입층 (3), 홀 수송층 (4), 적색 발광층 (5) 또는 블록층 (6) 과, 후술하는 녹색 발광층 (8), 전자 수송층 (9) 또는 음극 (11) 사이에 형성된다. 청색 발광층 (7) 에서는, 양극 (2) 및 음극 (11) 으로부터 각각 주입된 홀 및 전자가 재결합하여 여기 상태가 되고, 이것이 기저 상태로 되돌아갈 때 청색을 발광한다. 청색 발광층 (7) 에 사용할 수 있는 재료로서는, 청색 발광능을 갖는 공지된 재료 등 중에서, 임의의 재료를 선택하여 사용할 수 있다.
또한 청색 발광층 (7) 은 청색 발광 호스트 재료 및 청색 발광 도펀트를 함유하고 있는 것이 바람직하다. 이로써, 효율적으로 청색을 발광할 수 있다.
청색 발광층 (7) 에 사용할 수 있는 청색 발광 호스트 재료로서는, 예를 들어, 디스티릴아릴렌 유도체, 스틸벤 유도체, 카르바졸 유도체, 안트라센 유도체, 트리아릴아민 유도체, 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라트)(4-페닐페놀라트)알루미늄 등의 퀴놀리노라트계 금속 착물, 4,4'-비스(2,2-디아릴비닐)비페닐 유도체 등을 들 수 있다. 또한 비스[4,6-디플루오로페닐-피리디네이트-N,C2']피콜리네이트이리 듐(III), 비스[4,6-디플루오로페닐-피리디네이트-N,C2']아세틸아세토네이트이리듐 등의 인광 물질도 들 수 있다.
청색 발광층 (7) 에 사용할 수 있는 청색 발광 도펀트로서는, 청색 발광능을 갖는 것이면 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 피렌 유도체, 페릴렌 유도체, 안트라센 유도체, 디스티릴아민 유도체, 벤조옥사졸 유도체, 퀴놀리노라트계 금속 착물, 벤조티아졸 유도체, 벤조이미다졸 유도체, 크리센 유도체, 페난트렌 유도체, 디스티릴벤젠 유도체, 디스티릴아릴렌 유도체, 디비닐아릴렌 유도체, 트리스스티릴아릴렌 유도체, 트리아릴에틸렌 유도체, 테트라아릴부타디엔 유도체 등을 들 수 있다. 청색 발광 도펀트의 청색 발광층 (7) 전체에 대한 중량% 는 0.1∼15중량%가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 2∼9중량%, 특히 바람직하게는 3∼7중량% 이다.
청색 발광층 (7) 은 이들의 재료를 스퍼터링법, 이온플레이팅법, 진공 증착법, 스핀코트법, 전자빔 증착법 등의 공지된 막형성 방법을 이용하고, 양극 (2), 홀 주입층 (3), 홀 수송층 (4), 적색 발광층 (5) 또는 블록층 (6) 상에 막형성함으로써 제작할 수 있다.
청색 발광층 (7) 의 막두께는 0.6㎚∼70㎚ 가 바람직하고, 5㎚∼60㎚ 가 더욱 바람직하다.
[녹색 발광층]
녹색 발광층 (8) 은 양극 (2), 홀 주입층 (3), 홀 수송층 (4) 또는 청색 발광층 (7) 과, 후술하는 전자 수송층 (9) 또는 음극 (11) 사이에 형성된다. 녹 색 발광층 (8) 에서는, 양극 (2) 및 음극 (11) 으로부터 각각 주입된 홀 및 전자가 재결합하여 여기 상태가 되고, 이것이 기저 상태로 되돌아갈 때 녹색을 발광한다. 녹색 발광층 (8) 에 사용할 수 있는 재료로서는, 녹색 발광능을 갖는 공지된 재료 등 중에서, 임의의 재료를 선택하여 사용할 수 있다.
또한 녹색 발광층 (8) 은 녹색 발광 호스트 재료 및 녹색 발광 도펀트를 함유하고 있는 것이 바람직하다. 이로써, 효율적으로 녹색을 발광할 수 있다.
녹색 발광층 (8) 에 사용할 수 있는 녹색 발광 호스트 재료로서는, 예를 들어, 디스티릴아릴렌 유도체, 스틸벤 유도체, 카르바졸 유도체, 트리아릴아민 유도체, 트리스(8-퀴놀리노라트)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라트)알루미늄 등의 퀴놀리노라트계 금속 착물, 4,4'-비스(2,2-디아릴비닐)비페닐 유도체 등을 들 수 있다. 또한 팩-트리스(2-페닐피리딘)이리듐 등의 인광 물질도 들 수 있다.
또한 이들 재료의 2 종류를 사용할 수도 있다. 제 1 녹색 발광 호스트 재료로서 4,4'-비스(2,2-디페닐비닐)비페닐을, 제 2 녹색 발광 호스트 재료로서는 퀴놀리노라트계 금속 착물을 사용하는 것이 바람직하고, 특히 트리스(8-퀴놀리노라트)알루미늄이나 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라트)알루미늄을 사용하는 것이 바람직하다. 제 2 녹색 발광 호스트 재료는, 녹색 발광층 (8) 전체에 대하여 0∼80중량% 의 범위로 사용할 수 있다.
녹색 발광층 (8) 에 함유되는 녹색 발광 도펀트로서는, 녹색 발광능을 갖는 것이면 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 쿠마린 유도체, 퀴나크리돈 유도체, 퀴놀리노라트계 금속 착물, 디스티릴아민 유도체, 1,4-비스[2-(4-디메틸아미노페닐)비 닐]벤젠 등을 들 수 있다. 특히 우수한 녹색 발광능을 갖는 점에서, 쿠마린 유도체, 1,4-비스[2-(4-디메틸아미노페닐)비닐]벤젠 등이 바람직하다. 더욱이, 6-(알킬 또는 무치환)-8-(알킬 또는 무치환)-7-아미노-3-아릴-4-(트리플루오로메틸 또는 무치환)쿠마린 유도체, 1,4-비스[2-(4-디메틸아미노페닐)비닐]벤젠 등이 바람직하다. 특히 쿠마린 모핵의 3 위치의 아릴기에는, 쿠마린 모핵의 π 전자와의 공액을 고려하면, 벤조티아졸-2-일, 벤조이미다졸-2-일, 벤조옥사졸-2-일, 벤조세레나졸-2-일 등의 기가 바람직하고, 이들 아릴기 중의 벤젠환 부분은 추가로 치환되어 있어도 된다. 녹색 발광 도펀트는 녹색 발광층 (8) 전체에 대하여, 1중량%∼15중량% 함유되는 것이 바람직하다. 이 범위 내이면, 우수한 백색도 등도 얻을 수 있다.
또한 이상의 녹색 발광 호스트 재료 및 녹색 발광 도펀트 외에, 녹색 발광층 (8) 에 전자 수송성 재료를 함유시킴으로써, 발광 효율 및 소자 수명을 더욱 향상시킬 수 있다.
여기서 사용되는 전자 수송성 재료는, 전자 수송층 (9) 에 있어서 사용되는 재료가 바람직하고, 특히 전자 수송층 (9) 에 있어서 사용되는 재료와 동일하거나, 트리스(8-퀴놀리노라트)알루미늄이나 (4-페닐페놀라트)비스(8-퀴놀리노라트)알루미늄과 같은 퀴놀리노라트계 금속 착물인 것이 바람직하다. 전자 수송층 (9) 에 있어서 사용되는 재료와 동일하면, 비용이 삭감되는 이점도 얻어진다.
이러한 전자 수송성 재료는 녹색 발광층 (8) 전체에 대하여 3∼60중량% 함유되는 것이 바람직하고, 5∼50중량% 함유되는 것이 보다 바람직하다.
녹색 발광층 (8) 은 이들 재료를, 스퍼터링법, 이온플레이팅법, 진공 증착법, 스핀코트법, 전자빔 증착법 등의 공지된 막형성 방법을 이용하고, 양극 (2), 홀 주입층 (3), 홀 수송층 (4) 또는 청색 발광층 (7) 상에 막형성함으로써 제작할 수 있다.
녹색 발광층 (8) 의 막두께는 1㎚∼30㎚ 가 바람직하고, 2㎚∼20㎚ 가 더욱 바람직하다.
적색 발광 도펀트, 청색 발광 도펀트 및 녹색 발광 도펀트는 상기한 바와 같이, 각각의 발광층 중에서 함유량이 가장 적은 유도체이어도 되지만, 형광 양자 수율이 가장 높은 유도체로서 정의해도 된다.
형광 양자 수율을 실제로 측정하기 위해서는, 공지된 레이저, 적분구, 포토다이오드를 사용하여 측정해도 된다. 또, 실제의 각 색의 발광 재료의 형광 양자 수율은 각 색의 호스트 재료 및 각 색의 도펀트를 석영 기판 상에 200㎚ 의 막두께로 증착한 측정용 샘플을 사용하여 측정하였다.
[전자 수송층]
전자 수송층 (9) 은 상기한 발광층 (5, 7, 8) 과 후술하는 전자 주입층 (10) 또는 음극 (11) 사이에 형성된다. 전자 수송층 (9) 은 전자 주입층 (10) 또는 음극 (11) 으로부터 수송된 전자를 발광층 (5, 7, 8) 으로 수송하는 층이다.
전자 수송층 (9) 은 1 층 구조로 해도 되고, 전자 수송성 재료와 발광층 재료의 엑사이플렉스나 CT 착물 형성 등의 상호 작용을 적게 하는 관점에서, 2 층 구조로 하는 것도 바람직하다. 이로써, 유기 EL 소자의 발광 효율을 높여 소자 수명을 길게 할 수 있다.
전자 수송층 (9) 을 단일 재료로 형성하는 1 층 구조로 하는 경우에는, 유기 EL 소자에 요구되는 발광 효율이나 소자 수명에 따라, 전자 수송성 재료를 적절히 선택하면 된다. 구체적으로는, 금속 페놀라트, 퀴놀리노라트계 금속 착물, 트리아졸 유도체, 옥사졸 유도체, 옥사디아졸 유도체, 퀴녹살린 유도체, 퀴놀린 유도체, 피롤 유도체, 벤조피롤 유도체, 테트라페닐메탄 유도체, 피라졸 유도체, 티아졸 유도체, 벤조티아졸 유도체, 티아디아졸 유도체, 티오나프텐 유도체, 스피로계 화합물, 이미다졸 유도체, 벤조이미다졸 유도체, 디스티릴벤젠 유도체, 실롤 유도체, 페난트롤린 유도체, 트리페닐메탄 유도체 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 전자 수송성 재료로서, 발광 효율을 향상시키는 관점에서는 전자 이동도가 높은 옥사디아졸 유도체, 실롤 유도체, 페난트롤린 유도체, 트리페닐메탄 유도체 등의 전자 수송성 재료를 사용하는 것이 바람직하고, 소자 수명을 길게 하는 관점에서는, 유리 전이 온도가 높은 퀴놀리노라트계 금속 착물 등의 전자 수송성 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 2,9-디메틸-4,7-디페닐페난트롤린, 트리스(8-퀴놀리노라트)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라트)(4-페닐페놀라트)알루미늄 등을 사용하는 것이 바람직하다.
전자 수송층 (9) 을 2 층 구조로 하는 경우에도, 상기 기술한 전자 수송성 재료로부터 전자 이동도가 상이한 2 개를 적절히 선택하면 되고, 선택된 재료 중 전자 이동도가 높은 쪽의 전자 수송성 재료로 음극 (11) 측의 층을 구성하고, 전자이동도가 낮은 쪽의 전자 수송성 재료로 녹색 발광층 (8) 측을 구성하면 된다. 상기 기술한 전자 수송성 재료는 단독 또는 조합하여 적절히 사용할 수 있다. 이로써, 전자 이동도가 낮은 전자 수송성 재료가 버퍼 기능을 담당함으로써, 전자 이동도가 높은 전자 수송성 재료와 청색 발광층 재료의 상호 작용을 적게 하여, 발광 효율을 유지하면서 소자 수명을 길게 할 수 있다.
상기 기술한 전자 수송성 재료 중에서도 중간 정도의 전자 이동도를 가지는 전자 수송성 재료는, 상기 기술한 그 밖의 전자 수송성 재료와의 조합 방식에 따라서, 상대적으로 높은 전자 이동도를 가지게 되거나, 상대적으로 낮은 전자 이동도를 가지게 된다. 이와 같이, 상기 기술한 전자 수송성 재료의 조합은, 어디까지나 상대적인 전자 이동도의 차에 근거하는 것이다.
전자 수송층 (9) 은 상기의 유도체를 혼합한 1 층 구조로 해도 된다. 또 이 혼합은 균일한 혼합인 것이 바람직하지만, 반드시 균일한 혼합이 아니어도 된다. 2 재료에 의해서 혼합하는 경우에는, 전자 이동도가 낮은 재료의 전자 수송층 (9) 전체에 대한 중량% 가 1∼70중량% 가 바람직하고, 10∼50중량% 가 더욱 바람직하다. 이로써, 유기 EL 소자의 발광 효율을 높여 소자 수명을 길게 할 수 있다.
또한 전자 수송층 (9) 에는 1 개 이상의 금속 착물이 함유되는 것이 바람직하다. 유기 EL 소자에 더욱 높은 발광 효율, 더욱 긴 소자 수명을 부여할 수 있다. 이러한 금속 착물 중에서도, 퀴놀리노라트계 금속 착물이 바람직하다.
이러한 퀴놀리노라트계 금속 착물로서는 트리스(8-퀴놀리노라트)알루미늄 및(4-페닐페놀라트)비스(8-퀴놀리노라트)알루미늄 이외에, 배위자로서 8-퀴놀리노 라트, 2-메틸-8-퀴놀리노라트, 4-메틸-8-퀴놀리노라트, 5-메틸-8-퀴놀리노라트, 3,4-디메틸-8-퀴놀리노라트, 4-에틸-8-퀴놀리노라트, 4,5-디메틸-8-퀴놀리노라트, 4,6-디메틸-8-퀴놀리노라트, 4-메톡시-8-퀴놀리노라트, 벤조[h]-10-퀴놀리노라트, 벤조[f]-8-퀴놀리노라트, 8-퀴놀리노라트의 2 량체, 7-프로필-8-퀴놀리노라트 등을 가지는 착물이고, 중심 금속은 알루미늄, 베릴륨, 아연, 마그네슘, 갈륨, 인듐, 구리, 칼슘, 주석, 납 등의 것이 바람직하게 사용된다.
보다 구체적인 퀴놀리노라트계 금속 착물로서는, 트리스(8-퀴놀리노라트)알루미늄, (4-페닐페놀라트)비스(8-퀴놀리노라트)알루미늄, 트리스(2-메틸-8-퀴놀리노라트)알루미늄, 트리스(5-메틸-8-퀴놀리노라트)알루미늄, (4-메틸-8-퀴놀리노라트)비스(8-퀴놀리노라트)알루미늄, (4-에틸-8-퀴놀리노라트)(4-메틸-8-퀴놀리노라트)(8-퀴놀리노라트)알루미늄, 트리스(3,4-디메틸-8-퀴놀리노라트)알루미늄, 트리스(4-메톡시-8-퀴놀리노라트)알루미늄, 트리스(4,5-디메틸-8-퀴놀리노라트)알루미늄, 트리스(4,6-디메틸-8-퀴놀리노라트)알루미늄, 트리스(5-클로로-8-퀴놀리노라트)알루미늄, 트리스(5-브로모-8-퀴놀리노라트)알루미늄, 트리스(5,7-디클로로-8-퀴놀리노라트)알루미늄, 트리스(5-시아노-8-퀴놀리노라트)알루미늄, 트리스(5-술포닐-8-퀴놀리노라트)알루미늄, 트리스(5-프로필-8-퀴놀리노라트)알루미늄, 비스(8-퀴놀리노라트)아연, 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라트)아연, 비스(2,4-디메틸-8-퀴놀리노라트)아연, 비스(2-메틸-5-클로로-8-퀴놀리노라트)아연, 비스(2-메틸-5-시아노-8-퀴놀리노라트)아연, 비스(3,4-디메틸-8-퀴놀리노라트)아연, 비스(4,6-디메틸-8-퀴놀리노라트)아연, 비스(5-클로로-8-퀴놀리노라트)아연, 비스(5,7-디클로로-8-퀴 놀리노라트)아연, 비스(벤조[f]-8-퀴놀리노라트)아연, 비스(8-퀴놀리노라트)베릴륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라트)베릴륨, 비스(2,4-디메틸-8-퀴놀리노라트)베릴륨, 비스(2-메틸-5-클로로-8-퀴놀리노라트)베릴륨, 비스(2-메틸-5-시아노-8-퀴놀리노라트)베릴륨, 비스(3,4-디메틸-8-퀴놀리노라트)베릴륨, 비스(4,6-디메틸-8-퀴놀리노라트)베릴륨, 비스(5-클로로-8-퀴놀리노라트)베릴륨, 비스(벤조[h]-10-퀴놀리노라트)베릴륨, 비스(8-퀴놀리노라트)마그네슘, 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라트)마그네슘, 비스(2,4-디메틸-8-퀴놀리노라트)마그네슘, 비스(2-메틸-5-클로로-8-퀴놀리노라트)마그네슘, 비스(2-메틸-5-시아노-8-퀴놀리노라트)마그네슘, 비스(3,4-디메틸-8-퀴놀리노라트)마그네슘, 비스(4,6-디메틸-8-퀴놀리노라트)마그네슘, 비스(5-클로로-8-퀴놀리노라트)마그네슘, 비스(5,7-디클로로-8-퀴놀리노라트)마그네슘, 비스(벤조[h]-10-퀴놀리노라트)마그네슘, 트리스(8-퀴놀리노라트)인듐, 8-퀴놀리노라트리튬, 트리스(5-클로로-8-퀴놀리노라트)갈륨, 비스(5-클로로-8-퀴놀리노라트)칼슘, 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라트)(트리페닐실라노라트)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라트)(디페닐메틸실라노라트)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라트)(tert-부틸디페닐실라노라트)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라트)[트리스(4,4-비페닐)실라노라트]갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라트)(1-나프토라트)갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라트)(2-나프토라트)갈륨, 비스(8-퀴놀리노라트)구리 등을 들 수 있고, 이들 중 상기의 조건을 양호하게 만족시키는 것이 사용된다.
전자 수송층 (9) 은 상기 재료를 스퍼터링법, 이온플레이팅법, 진공 증착법, 스핀코트법, 전자빔 증착법 등의 공지된 막형성 방법을 이용하고, 발광층 (5, 7, 8) 상에 막형성함으로써 제작할 수 있다.
전자 수송층 (9) 의 두께는 1㎚∼50㎚ 가 바람직하고, 10㎚∼40㎚ 가 보다 바람직하다.
[전자 주입층]
전자 주입층 (10) 이 전자 수송층 (9) 과 후술하는 음극 (11) 사이에 형성되어도 된다. 전자 주입층 (10) 은 음극 (11) 으로부터의 전자를 전자 수송층 (9) 으로 주입하기 쉽게 하는 층이다.
전자 주입층 (10) 에 사용할 수 있는 재료로서는, 전자 주입층 (10) 에 상기 의 성능을 부여하는 물질이면 특별히 제한 없이 채용할 수 있고, 예를 들어, 리튬, 나트륨, 세슘 등의 알칼리 금속, 스트론튬, 마그네슘, 칼슘 등의 알칼리 토금속, 불화리튬, 산화리튬, 불화마그네슘, 불화칼슘, 불화스트론튬, 불화바륨 등의 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토금속의 불화물, 산화물, 염화물, 황화물 등을 들 수 있고, 그 중에서도 불화리튬이 바람직하다. 전자 주입층 (10) 은 단독의 재료로 형성해도 되고, 복수의 재료에 의해 형성해도 된다.
전자 주입층 (10) 은 이들 재료를 스퍼터링법, 이온플레이팅법, 진공 증착법, 스핀코트법, 전자빔 증착법 등의 공지된 막형성 방법을 이용하고, 전자 수송층 (9) 상에 막형성함으로써 제작할 수 있다.
전자 주입층 (10) 의 막두께는 0.1nm∼3㎚ 가 바람직하고, 0.2㎚∼1㎚ 가 더욱 바람직하다.
[음극]
음극 (11) 은 상기한 발광층 (5, 7, 8), 전자 수송층 (9) 또는 전자 주입층 (10) 에 전자를 주입하는 전극이고, 전자 주입 효율을 높게 하기 위해서 일함수가 예를 들어, 4.5eV 미만인 금속이나 합금, 전기 전도성 화합물 및 이들의 혼합물이 전극 물질로서 채용된다.
이러한 음극 재료로서는, 예를 들어, 리튬, 나트륨, 마그네슘, 은, 구리, 알루미늄, 인듐, 칼슘, 주석, 루테늄, 티타늄, 망간, 크롬, 이트륨, 알루미늄-칼슘 합금, 알루미늄-리튬 합금, 알루미늄-마그네슘 합금, 마그네슘-은 합금, 마그네슘-인듐 합금, 리튬-인듐 합금, 나트륨-칼륨 합금, 마그네슘/구리 혼합물, 알루미늄/산화알루미늄 혼합물 등을 들 수 있다. 또한 양극 (2) 에 사용되는 재료로서 채용할 수 있는 재료도 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 알루미늄이 바람직하다.
음극 (11) 은 광 취출측에 형성되는 경우에는, 일반적으로 취출하는 광에 대한 투과율이 10% 보다 커지도록 설정되고, 예를 들어, 초박막의 마그네슘-은 합금에 투명한 도전성 산화물을 적층화하여 형성된 전극 등이 채용된다. 또한, 이 음극 (11) 에 있어서, 도전성 산화물을 스퍼터링할 때 발광층 (5, 7, 8) 등이 플라즈마에 의해 손상되는 것을 막기 위해, 구리 프탈로시아닌 등을 첨가한 버퍼층을 음극 (11) 과 발광층 (5, 7, 8), 전자 수송층 (9) 또는 전자 주입층 (10) 사이에 형성하면 된다.
광반사성 전극으로서 사용되는 경우에는, 상기 재료 내, 외부로 취출하는 광을 반사하는 성능을 구비한 재료가 적절히 선택되고, 일반적으로는 금속이나 합금, 금속 화합물이 선택된다.
음극 (11) 은 상기 재료 단독으로 형성해도 되고, 복수의 재료에 의해서 형성해도 된다. 예를 들어, 마그네슘에 은이나 구리를 1∼20중량% 첨가시키면, 음극 (11) 의 산화를 방지할 수 있고, 또한 음극 (11) 의 전자 주입층 (10) 과의 접착성도 높아진다. 또한 알루미늄에 리튬을 0.1∼10중량% 첨가시키면, 발광 효율이 향상된다.
또한 음극 (11) 은 동일 조성 또는 이종 조성의 복수층으로 이루어지는 복층 구조이어도 된다. 예를 들어, 음극 (11) 의 산화를 막기 위해, 음극 (11) 의 전자 주입층 (10) 과 접하지 않는 부분에, 내식성이 있는 금속으로 이루어지는 보호층을 형성한다.
이 보호층 형성용의 재료로서는, 예를 들어, 은이나 알루미늄 등이 바람직하게 사용된다.
음극 (11) 은 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온화 증착법, 이온플레이팅법, 전자빔 증착법 등의 공지된 박막 막형성법에 의해서, 발광층 (5, 7, 8), 전자 수송층 (9), 전자 주입층 (10) 또는 상기 보호층 상에 형성할 수 있다.
음극 (11) 의 막두께는, 사용하는 전극 재료에 따라서 다르기도 하지만, 보호층의 두께를 함유하지 않고, 일반적으로 5㎚∼1㎛ 정도, 바람직하게는 5㎚∼700㎚ 정도, 특히 바람직하게는 10㎚∼500㎚ 정도, 가장 바람직하게는 50㎚∼200㎚ 로 설정된다.
음극 (11) 의 시트 전기 저항은 수백Ω/□이하로 설정하는 것이 바람직하다.
이상의 각 층은 각각 상기한 이외의 기능을 갖고 있어도 되고, 예를 들어, 상기 발광층 (5, 7, 8) 이 홀 수송 기능, 홀 주입 기능, 전자 주입 기능 및/또는 전자 수송 기능 등을 구비하고 있어도 된다.
또한 상기 이외의 층을 적절히 형성할 수 있다.
물론, 기판 (1) 상에 음극 (11) 으로부터 순서대로 적층하여 유기 EL 소자를 형성할 수도 있다.
실시예
이하, 본 발명의 실시예 및 비교예에 관하여 이하에 기재하지만, 본 발명은 이하의 예에 한정하여 해석되는 것이 아닌 것은 당연하다.
또한 이하의 (화합물) 기호를 사용하여 설명한다.
HI: 구리 프탈로시아닌
HT: 트리스[4-[N-(2-나프틸)-N-페닐아미노]페닐]아민
RH: 트리스[4-[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]페닐]아민
RD: [2-t-부틸-6-[trans-2-(2,3,5,6-테트라히드로-1,1,7,7-테트라메틸벤조[i,j]퀴놀리딘-9-일)에테닐]-4H-피란-4-이리덴]-1,3-프로판디니트릴
BH1: 4,4'-비스(2,2-디페닐비닐)비페닐
BH2: (4-페닐페놀라트)비스(8-퀴놀리노라트)알루미늄
BH3: 1,6-디(5-메틸나프탈렌-2-일)안트라센
BH4: 1,1-디메틸-3,4-디(2-메틸페닐)-2,5-디[6-(4-메틸피리딘-2-일)피리딘-2-일]실롤
BH5: 4,4'-비스(카르바졸-9-일)비페닐
BD1: 4,4'-비스[2-(9-에틸카르바졸-2-일)비닐]비페닐
BD2: 2,8-디(t-부틸)페릴렌
BD3: 나프토[2,1-d:1,10a-e:10a,10-f]안트라센
BD4: 비스[4,6-디플루오로페닐피리디네이트-N,C2'」피콜리네이트이리듐(III)
GH1: 트리스(8-퀴놀리노라트)알루미늄
GH2: (4-페닐페놀라트)비스(8-퀴놀리노라트)알루미늄
GD1: cis-2-(1,3-벤조티아졸-2-일)-3-(8-히드록시-2,3,5,6-테트라히드로-1,1,7,7-테트라메틸벤조[i,j]퀴놀리딘-9-일)아크릴산락톤
GD2: 1,4-비스[2-(4-디메틸아미노페닐)비닐]벤젠
GD3: 팩-트리스(2-페닐피리딘)이리듐
GD4: 2,8-디(2-나프틸)페릴렌
ET: 2,9-디메틸-4,7-디페닐페난트롤린
[실시예 1]
일방의 면상에 막두께 110㎚ 의 ITO 층인 양극이 형성된 투명한 유리, 즉 기판을 준비하여 기판 세정을 하였다. 기판 세정은 알칼리 세정, 순수 세정을 순서대로 실시하고, 건조시킨 후에 자외선 오존 세정을 실시하였다.
기판 세정을 실시한 유리의 양극 상에, 진공 증착 장치 (카본 도가니, 증착 속도 0.1㎚/s, 진공도 약 5.0×10-5㎩) 로 막두께 10㎚ 의 HI 층을 제작하고, 이 층 을 홀 주입층으로 하였다.
홀 주입층 상에, 진공 증착 장치 (카본 도가니, 증착 속도 0.1㎚/s, 진공도 약 5.0×10-5㎩) 로 막두께 50㎚ 의 HT 층을 제작하고, 이 층을 홀 수송층으로 하였다.
홀 수송층 상에, 진공 증착 장치 (카본 도가니, 진공도 약 5.0×10-5㎩) 로 막두께 5㎚ 의 호스트 재료인 HT 와 적색 도펀트인 RD (적색 발광층 전체에 대하여 RD 가 1중량%) 를 공증착한 층을 제작하고, 이 층을 적색 발광층으로 하였다. 이 공증착은 HT 의 증착 속도를 0.1nm/s, RD 의 증착 속도를 0.001nm/s 로 하여 실시하였다.
적색 발광층 상에, 진공 증착 장치 (카본 도가니, 진공도 약 5.0×10-5㎩) 로 막두께 30㎚ 의 호스트 재료로서 BH1 과 청색 도펀트인 BD1 (청색 발광층 전체에 대하여 BD1 이 7중량%) 을 공증착한 층을 제작하여, 이 층을 청색 발광층으로 하였다. 이 공증착은 BH1 의 증착 속도를 0.1㎚/s, BD1 의 증착 속도를 0.0075㎚/s 로 하였다.
청색 발광층 상에, 진공 증착 장치 (카본 도가니, 진공도 약 5.0×10-5㎩) 로 막두께 10㎚ 의 호스트 재료로서 BH1 과 녹색 도펀트로서 GD1 (녹색 발광층 전체에 대하여, GD1 이 6중량%) 을 공증착한 층을 제작하여, 이 층을 녹색 발광층으로 하였다. 이 공증착은 BH1 의 증착 속도를 0.1㎚/s, GD1 의 증착 속도를 0.006㎚/s 로 하였다.
녹색 발광층 상에, 진공 증착 장치 (카본 도가니, 증착 속도 0.1nm/s, 진공도 약 5.0×10-5㎩) 로 막두께 30㎚ 의 ET 층을 형성하고, 이 층을 전자 수송층으로 하였다.
전자 수송층 상에, 진공 증착 장치 (보론나이트라이드 도가니, 증착 속도 0.1nm/s, 진공도 약 5.0×10-5㎩) 로 막두께 0.5㎚ 의 불화리튬 (LiF) 층을 형성하고, 이 층을 전자 주입층으로 하였다.
전자 주입층 상에, 텅스텐 보트 (증착 속도 1㎚/s, 진공도 약 5.0×10-5㎩) 로 막두께 200㎚ 의 알루미늄 (Al) 층을 형성하고, 이 층을 음극으로 하여, 본 발명에 관련된 유기 EL 소자를 제작하였다.
실시예 1 에서는, 청색 발광층의 호스트 재료 및 녹색 발광층의 호스트 재료에 공통 유도체인 BH1 (디스티릴아릴렌 유도체) 을 함유하고 있다.
[실시예 2∼14]
실시예 2∼14 는 실시예 1 과 동일하게, 모두 각각의 청색 발광층 및 녹색 발광층 중에 1 종류 이상의 공통 유도체를 함유하고, 청색 발광층 및 녹색 발광층을 이하의 표 1 에 나타낸 바와 같이 변경한 것 이외에는 실시예 1 와 동일하게 제작되었다.
즉, 실시예 2∼4 는 실시예 1 과 동일하게, 청색 발광층의 호스트 재료 및 녹색 발광층의 호스트 재료에 공통 유도체인 BH1 (디스티릴아릴렌 유도체) 을 함유 하고 있다. 실시예 5∼7 은 청색 발광층의 도펀트 및 녹색 발광층의 도펀트에 공통 유도체인 BD1 및 GD2 (디스티릴아민 유도체) 를 각각 함유하고 있다. 실시예 8, 9 는 청색 발광층의 호스트 재료 및 녹색 발광층의 호스트 재료에 공통 유도체인 BH2 및 GH1 (퀴놀리노라트계 금속 착물) 을 각각 함유하고 있다. 실시예 10 은 청색 발광층의 호스트 재료 및 녹색 발광층의 호스트 재료에 공통 유도체인 BH5 (카르바졸 유도체) 를 함유하고 있다. 실시예 11 은 청색 발광층의 호스트 재료 및 녹색 발광층의 호스트 재료에 공통 유도체인 BH3 (안트라센 유도체) 을 함유하고 있다. 실시예 12 는 청색 발광층의 호스트 재료 및 녹색 발광층의 호스트 재료에 공통 유도체인 BH4 (실롤 유도체) 를 함유하고 있다. 실시예 13 은 청색 발광층의 호스트 재료 및 녹색 발광층의 호스트 재료에 공통 유도체인 HT (트리페닐아민 유도체) 를 함유하고 있다. 실시예 14 는 청색 발광층의 도펀트 및 녹색 발광층의 도펀트에 공통 유도체인 BD2 및 GD4 (페릴렌 유도체) 를 각각 함유하고 있다.
또한 실시예 1∼14 에 있어서의 전자 수송층은 모두 단일 재료에 의해 1 층 구조를 형성하고 있다.
*[실시예 15]
실시예 15 는 HT 를 증착하여 막두께 3㎚ 로 한 블록층을 청색 발광층 및 적색 발광층 사이에 형성한 것 이외에는, 실시예 1 와 동일하게 제작되었다. 이 실시예 15 에 있어서도, 청색 발광층의 호스트 재료 및 녹색 발광층의 호스트 재료 에 공통 유도체인 BH1 (디스티릴아릴렌 유도체) 을 함유하고 있다.
[실시예 16∼20]
실시예 16∼20 은 청색 발광층, 녹색 발광층 및 전자 수송층을 이하의 표 1 에 나타낸 바와 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 제작되었다. 이들 실시예 16∼20 에 있어서도, 청색 발광층의 호스트 재료 및 녹색 발광층의 호스트 재료에 공통 유도체인 BH1 (디스티릴아릴렌 유도체) 을 함유하고 있다.
실시예 16 에서는, GH1 을 사용하여 전자 수송층을 형성하고, 청색 발광층에 있어서의 청색 도펀트로서 BD2 를 사용하고 있다.
실시예 17 및 18 에 있어서의 녹색 발광층은, 퀴놀리노라트계 금속 착물인 GH1 을 추가적으로 함유하고 있다. GH1 은 녹색 발광층 전체에 대하여 40중량% 이다. BH1, GH1 및 GD1 의 증착 속도를 각각 0.54㎚/s, 0.4㎚/s 및 0.06㎚/s 로 하여 증착하였다.
또한 실시예 19 에 있어서의 전자 수송층은 2 층 구조를 형성하고, 음극측으로부터 ET, GH1 의 순서로 적층되어 있다. 막두께는 모두 15㎚. ET 및 GH 의 증착 속도를 각각 0.1nm/s 및 0.04㎚/s 로 하여 증착하였다.
또한 실시예 20 에 있어서의 전자 수송층은 ET 및 GH1 의 혼합 1 층 구조 (ET:GH1=50중량%:50중량%) 를 형성하고 있다.
[실시예 21∼26]
실시예 21∼26 은 이하의 표 1 에 나타내는 바와 같이, 홀 수송층을 형성하지 않고, 녹색 발광층에 함유되는 ET 를 0∼60중량% 의 범위에 있어서 순서대로 증 가시킨 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 제작되었다. 이들 실시예 21∼26 에 있어서도, 청색 발광층의 호스트 재료 및 녹색 발광층의 호스트 재료에 공통 유도체인 BH1 (디스티릴아릴렌 유도체) 을 함유하고 있다.
실시예 21 에서는, BH1 과 BD1 (청색 발광층 전체에 대하여, 청색 도펀트인 BD1 이 5중량%) 을 공증착하여 청색 발광층을 형성하고, BH1 과 GD1 (녹색 발광층전체에 대하여, 녹색 도펀트인 GD1 이 5 중량%) 을 공증착하여 녹색 발광층을 형성하고 있다.
실시예 22 는 BH1, ET 및 GD1 (BH1 이 92중량%, ET 가 3중량% 및 GD1 이 5중량%) 을 공증착하여 녹색 발광층을 형성한 것 이외에는 실시예 21 과 동일하다.
실시예 23 은 BH1, ET 및 GD1 (BH1 이 90중량%, ET 가 5중량% 및 GD1 가 5중량%) 을 공증착하여 녹색 발광층을 형성한 것 이외에는 실시예 21 과 동일하다.
실시예 24 는 BH1, ET 및 GD1 (BH1 이 75중량%, ET 가 20중량% 및 GD1 이 5중량%) 을 공증착하여 녹색 발광층을 형성한 것 이외에는 실시예 21 과 동일하다.
실시예 25는 BH1, ET 및 GD1 (BH1 이 45중량%, ET 가 50중량% 및 GD1 이 5중량%) 을 공증착하여 녹색 발광층을 형성한 것 이외에는 실시예 21 과 동일하다.
실시예 26 은 BH1, ET 및 GD1 (BH1 이 35중량%, ET 가 60중량% 및 GD1 이 5중량%) 을 공증착하여 녹색 발광층을 형성한 것 이외에는 실시예 21 과 동일하다.
즉, 실시예 21∼26 에 있어서의 녹색 발광층은 홀 수송성 재료인 BH1, 전자 수송성 재료인 ET 및 발광 도펀트인 GD1 을 함유하고 있다.
[실시예 27∼32]
실시예 27 은 이하의 표 1 에 나타내는 바와 같이, 녹색 발광의 유기 EL 소자이고, 청색 발광층, 블록층, 적색 발광층 및 홀 수송층을 형성하지 않은 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 제작되었다.
실시예 28 은 BH1, GH1 및 GD1 (BH1 이 91중량%, GH1 이 3중량% 및 GD1 이 6중량%) 을 공증착하여 녹색 발광층을 형성한 것 이외에는 실시예 27 과 동일하다.
실시예 29 는 BH1, GH1 및 GD1 (BH1 이 89중량%, GH1 이 5중량% 및 GD1 이 6중량%) 을 공증착하여 녹색 발광층을 형성한 것 이외에는 실시예 27 과 동일하다.
실시예 30 은 BH1, GH1 및 GD1 (BH1 이 74중량%, GH1 이 20중량% 및 GD1 이 6중량%) 을 공증착하여 녹색 발광층을 형성한 것 이외에는 실시예 27 과 동일하다.
*실시예 31 은 BH1, GH1 및 GD1 (BH1 이 44중량%, GH1 이 50중량% 및 GD1 이 6중량%) 을 공증착하여 녹색 발광층을 형성한 것 이외에는 실시예 27 과 동일하다.
실시예 32 는 BH1, GH1 및 GD1 (BH1 이 34중량%, GH1 이 60중량% 및 GD1 이 6중량%) 을 공증착하여 녹색 발광층을 형성한 것 이외에는 실시예 27 과 동일하다.
즉, 실시예 27∼32 에 있어서의 녹색 발광층은 홀 수송성 재료인 BH1, 전자 수송성 재료인 GH1 및 발광 도펀트인 GD1 을 함유하고 있다.
[비교예 1]
비교예 1 에서는, 청색 발광 호스트 재료 및 녹색 발광 호스트 재료가 공통 유도체를 함유하지 않는다. 청색 발광 호스트 재료를 BH2 로 한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 유기 EL 소자를 제작하였다. 이하의 표 2 를 참조한다.
[비교예 2]
비교예 2 에서는, 청색 발광 호스트 재료 및 녹색 발광 호스트 재료가 공통 유도체를 함유하지 않는다. 녹색 발광 호스트 재료를 GH1 로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 유기 EL 소자를 제작하였다. 이하의 표 2 를 참조한다.
[비교예 3∼7]
비교예 3∼7 에서는, 적색 발광층, 청색 발광층 및 녹색 발광층의 적층 순서를 바꾸어 배열한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 유기 EL 소자를 제작하였다. 이하의 표 2 를 참조한다.
제작한 실시예 1∼32 및 비교예 1∼7 의 유기 EL 소자를 유리캡으로 밀봉하여 양극과 음극을 공지된 구동 회로에서 접속하고, 실온하 휘도 1000㏅/㎡ 에 있어서의 백색도 (x, y) 및 발광 효율과, 실온하 초기 휘도 5500㏅/㎡ 로 하였을 때의 전류를 계속 흐르게 하였을 때의 초기 휘도 반감 수명 (휘도가 2750㏅/㎡ 가 되기까지의 시간) 을 측정하였다. 휘도는, 휘도 측정기 (주식회사 톱콘 제조, 상품명 BM7) 에 의해 측정되었다. 또한, 백색도 (x, y) 에 관해서는, 초기 휘도 측정시 및 휘도 반감시의 사이에서의 백색도 (x, y) 의 변화량도 이하의 식:
백색도 변화량=[(x 의 변화량)2+(y 의 변화량)2]1/2
에 근거하여 계산하였다.
이들의 측정 및 계산 결과를 실시예 1 을 기준으로 하여 이하의 표 1 및 표 2 에 기재한다.
[표 1]
Figure 112007095054813-pat00001
표 1 계속
Figure 112007095054813-pat00002
표 1 계속
Figure 112007095054813-pat00003
표 1 계속
Figure 112007095054813-pat00004
[표 2]
Figure 112007095054813-pat00005
표 2 계속
Figure 112007095054813-pat00006
[평가]
실시예 1∼20의 유기 EL 소자는 모두, 우수한 백색을 부여하고, 그 변화량도 충분히 작은 것이었다. 또한 발광 효율 및 소자 수명도 우수한 것이었다.
이에 대하여, 청색 발광층의 호스트 재료 및 녹색 발광층의 호스트 재료가 공통 유도체를 전혀 함유하지 않는 유기 EL 소자 (비교예 1 및 2) 는 실시예 1 에 비교하여, 백색도 및 발광 효율이 나쁘고, 소자 수명도 짧은 것임을 알 수 있었다.
또한 적색 발광층, 청색 발광층 및 녹색 발광층의 적층 순서를 바꾸어 배열 한 비교예 3∼7 도 실시예 1 에 비교하여, 백색도 및 발광 효율이 나쁘고, 소자 수명도 짧은 것임을 알 수 있었다.
실시예 21∼26 의 유기 EL 소자는 모두 우수한 백색을 부여하고, 그 변화량도 충분히 작은 것이었다. 또한 발광 효율 및 소자 수명도 우수한 것이었다.
또한 녹색 발광층에 전자 수송성 재료인 ET 를 함유시킨 실시예 21∼26 은, 녹색 발광층에 ET 를 함유하지 않는 실시예 21 과 비교하여, 발광 효율 및 소자 수명이 더욱 향상됨을 알 수 있다.
실시예 27∼32 의 유기 EL 소자는 모두 우수한 녹색을 부여하고, 그 변화량도 충분히 작은 것이었다. 또 발광 효율 및 소자 수명도 우수한 것이었다.
또한 녹색 발광층에 전자 수송성 재료인 GH1 을 함유시킨 실시예 28∼32 는, 녹색 발광층에 GH1 을 함유하지 않는 실시예 27 과 비교하여, 발광 효율 및 소자 수명이 더욱 향상됨을 알 수 있다.
표 1 및 2 의 비교로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 유기 EL 소자는 발광색의 색도 좌표가 모두 우수한 백색도 또는 녹색도를 나타내었다. 이에 대하여 비교예의 유기 EL 소자는 백색도가 우수하지 않았다.
또 본 발명의 유기 EL 소자는 비교예의 유기 EL 소자에 비교하여, 발광 효율 및 소자 수명이 대폭 향상되었다.
따라서, 실시예 1∼26 의 유기 EL 소자에 있어서는, 그 양극측부터 적색 발광층, 청색 발광층, 녹색 발광층, 전자 수송층 및 음극을 이 순서로 형성하고, 상기 청색 발광층에 함유되는 유도체 및 상기 녹색 발광층에 함유되는 유도체를 1 종 류 이상 공통으로 함으로서, 우수한 백색도가 얻어지고, 동시에 높은 발광 효율 및 긴 소자 수명도 얻어짐을 알 수 있었다.
또한 실시예 27∼32 의 유기 EL 소자에 있어서는, 그 양극측부터 녹색 발광층, 전자 수송층 및 음극을 이 순서로 형성함으로써, 우수한 녹색도가 얻어지고, 동시에 높은 발광 효율 및 긴 소자 수명도 얻어짐을 알 수 있었다.
도 1 은 본 발명의 유기 L 소자의 층 구성예를 설명하기 위한 단면도이다.
*도면의 주요 부호에 대한 설명
2: 양극
3: 홀 주입층
4: 홀 수송층
5, 7, 8: 발광층
6: 블록층
9: 전자 수송층
10: 전자 주입층
11: 음극

Claims (20)

  1. 양극 상에 1 개 이상의 발광층 및 음극이 이 순서로 형성된 유기 EL 소자로서, 상기 발광층이 전자 수송성 재료, 홀 수송성 재료 및 발광 도펀트를 함유하고,
    상기 양극 상에 적어도, 적색 발광층, 청색 발광층, 녹색 발광층 및 상기 음극이 이 순서로 형성되고, 상기 녹색 발광층이 전자 수송성 재료, 홀 수송성 재료 및 발광 도펀트를 함유하고,
    상기 청색 발광층이 호스트 재료와 발광 도펀트를 함유하고,
    상기 청색 발광층의 상기 호스트 재료 및 상기 녹색 발광층의 상기 홀 수송성 재료가, 1 종류 이상의 공통 유도체를 함유하는, 유기 EL 소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 녹색 발광층 및 상기 음극 사이에, 전자 수송층이 추가로 형성된, 유기 EL 소자.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 녹색 발광층의 전자 수송성 재료와 상기 전자 수송층의 전자 수송성 재료가 동일한, 유기 EL 소자.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 공통 유도체가 상기 녹색 발광층에 대하여 3중량%∼60중량% 함유되는, 유기 EL 소자.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 공통 유도체가 디스티릴아릴렌 유도체, 퀴놀리노라트계 금속 착물, 피렌 유도체, 페릴렌 유도체, 디스티릴아민 유도체, 안트라센 유도체, 실롤 유도체 및 트리페닐아민 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는, 유기 EL 소자.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 청색 발광층의 도펀트 및 상기 녹색 발광층의 도펀트가, 각각 상기 청색 발광층 및 상기 녹색 발광층 중에 함유되는 유도체 중에서 가장 형광 양자 수율이 높은 유도체를 함유하는, 유기 EL 소자.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 적색 발광층 및 상기 청색 발광층 사이에, 블록층이 추가로 형성된, 유기 EL 소자.
  13. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 전자 수송층이 1 층으로 형성되는, 유기 EL 소자.
  14. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 전자 수송층이 2 층으로 형성되는, 유기 EL 소자.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 2 층으로 형성되는 전자 수송층 중, 상기 양극측의 층이 퀴놀리노라트계 금속 착물을 함유하고, 상기 음극측의 층이 페난트롤린 유도체 또는 트리페닐메탄 유도체를 함유하는, 유기 EL 소자.
  16. 제 2 항에 있어서,
    상기 전자 수송층이 복수의 유도체를 혼합하여 형성된 층인, 유기 EL 소자.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 전자 수송층이 1 개 이상의 금속 착물을 함유하는, 유기 EL 소자.
  18. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    인광 물질을 함유하는, 유기 EL 소자.
  19. 삭제
  20. 삭제
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