有機発光表示素子及びその製造方法
【課題】有機発光表示素子及びその製造方法を提供する。
【解決手段】第１電極及び第２電極間に発光層を有する有機発光表示素子において、該第１電極と発光層との間に第１正孔注入層及び第２正孔注入層を備え、該第１正孔注入層と第２正孔注入層との間にＰ型ドーパントでドーピングされている電荷発生層を具備した有機発光表示素子である。これにより、第１正孔注入層及び第２正孔注入層を備え、該第１正孔注入層と第２正孔注入層との間に電荷発生層を形成することにより、素子の駆動電圧を低下させて効率及び寿命特性を改善させることができる。
【解決手段】第１電極及び第２電極間に発光層を有する有機発光表示素子において、該第１電極と発光層との間に第１正孔注入層及び第２正孔注入層を備え、該第１正孔注入層と第２正孔注入層との間にＰ型ドーパントでドーピングされている電荷発生層を具備した有機発光表示素子である。これにより、第１正孔注入層及び第２正孔注入層を備え、該第１正孔注入層と第２正孔注入層との間に電荷発生層を形成することにより、素子の駆動電圧を低下させて効率及び寿命特性を改善させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光表示素子に係り、さらに詳細には、正孔注入層と正孔輸送層との間に電荷発生層を採用し、駆動電圧の降下した有機発光表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光表示素子（Light-Emitting Device）は、自発光型表示素子であり、視野角が広くてコントラストにすぐれるだけではなく、応答時間が速いという長所を有している。発光表示素子は、発光層（ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｌａｙｅｒ）形成用の材料により、無機発光表示素子と有機発光表示素子（ＯＬＥＤ）とに区分される。ここで、有機発光表示素子は、無機発光表示素子に比べ、輝度、駆動電圧及び応答速度特性にすぐれ、かつ多色化が可能であるという長所を有している。
【０００３】
一般的な有機発光表示素子は、基板上部にアノードが形成されており、このアノード上部に、正孔輸送層（ＨＴＬ）、発光層（ＥＭＬ）、電子輸送層（ＥＴＬ）及びカソードが順次に形成されている構造を有している。ここで、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層は、有機化合物からなる有機薄膜である。
【０００４】
有機発光表示素子の駆動原理は、前記アノード及びカソード間に電圧を印加すれば、アノードから注入された正孔は、正孔輸送層を経由して発光層に移動する。一方、電子は、カソードから電子輸送層を経由して発光層に注入され、発光層領域でキャリアが再結合して励起子を生成する。この励起子が、励起状態から基底状態に変化し、これによって発光層の蛍光性分子が発光することにより、画像が形成される。
【０００５】
前面発光の有機発光表示素子において、素子の厚さが厚いほどマイクロキャビティ（ｍｉｃｒｏｃａｖｉｔｙ）効果を極大化し、粒子による不良発現を最小化する。
【０００６】
しかし、素子全体の厚さが厚くなるにつれ、これによる駆動電圧上昇が問題になっている。マイクロキャビティ効果は、発光層で発光する光の波長によって発光した光が、カソードを経て素子外に出てくるまでの進路により、外光抽出波長が変わる効果であり、最大効率を得るためには、発光波長によってもとの波長に最も近い光が素子外部に抽出されうる適切な経路を合わせねばならない。これは、主に素子の有機層厚により調節が可能であり、一般的に長波長の光であるほど、全体有機層厚が厚くなるという傾向を示す。すなわち、全体有機層厚は、レッドが最も厚く、ブルーが最も薄くなる。これにより、発光波長によってある程度の一定厚さ範囲が指定され、またこの厚さ範囲は、一定の周期でもって最高外光抽出効率を得ることができる厚さを有する。このとき、最も薄い１周期の厚さは薄すぎ、粒子起因性の不良に弱いという構造を有するようになり、２周期の厚さは、粒子起因の不良には、強力であるという点があるが、発光表示層の厚さが厚すぎ、駆動電圧上昇の問題が発生してしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明がなそうとする技術的課題は、前述の問題点を解決し、駆動電圧の低下した有機発光表示素子及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記技術的課題をなすために、本発明は、第１電極及び第２電極間に発光層を有する有機発光表示素子において、前記第１電極と発光層との間に第１正孔注入層及び第２正孔注入層を備え、前記第１正孔注入層と第２正孔注入層との間にＰ型ドーパントでドーピングされている電荷発生層を具備した有機発光表示素子を提供する。
【０００９】
前記の他の技術的課題をなすために、本発明は、第１電極及び第２電極間に発光層を有する有機発光表示素子において、前記第１電極の上部に第１正孔注入層を積層する段階、前記第１正孔注入層の上部にＰ型ドーパントでドーピングされている電荷発生層を積層する段階と、前記電荷発生層の上部に第２正孔注入層を積層する段階とを含む有機発光表示素子の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による有機発光表示素子は、電荷発生層を形成することにより、素子の駆動電圧を減少させ、効率及び寿命特性を改善させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、第１電極及び第２電極間に発光層を有する有機発光表示素子において、前記第１電極と発光層との間に第１正孔注入層及び第２正孔注入層を備え、前記第１正孔注入層と第２正孔注入層との間にＰ型ドーパントでドーピングされている電荷発生層を具備したことを特徴とする有機発光表示素子を提供する。
【００１２】
本発明による電荷発生層を形成する物質は、下記化学式１で表示される化合物で表すことができる：
化学式１
【化１】
【００１３】
前記化学式中、Ｒは、ニトリル（−ＣＮ）、スルホン（−ＳＯ２Ｒ’）、スルホキシド（−ＳＯＲ’）、スルホンアミド（−ＳＯ２ＮＲ’２）、スルホネート（−ＳＯ３Ｒ’）、ニトロ（−ＮＯ２）、またはトリフルオロメチル（−ＣＦ３）基であり、Ｒ’は、アミン、アミド、エーテル、またはエステルで置換されているかまたは未置換の炭素数１ないし６０の、アルキル基、アリール基、またはヘテロ環（ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌｉｃ ｇｒｏｕｐ）である。
【００１４】
本発明に使われる化学式１で表示される化合物の具体的な例は、下記の化学式で表すことができる。
【化２】
【００１５】
前記式で、Ｒ’は、アミン、アミド、エーテル、またはエステルで置換されているかまたは未置換の炭素数１ないし６０の、アルキル基、アリール基、またはヘテロ環である。
【００１６】
前記式で表示される電荷発生層を形成する有機物質の例は、単に理解を助けるためのものであり、それらのみで限定するものではない。
【００１７】
本発明で、電荷発生層にドーピングされるＰ型ドーパントは、ヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン、テトラフルオロ−テトラシアノキノジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱ）、ＦｅＣｌ３、Ｆ１６ＣｕＰｃ及び金属酸化物のうちから選択された一つからなり、ここで、金属酸化物は、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化レニウム（Ｒｅ２Ｏ７）、またはインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）であることが望ましい。
【００１８】
Ｐ型ドーパント物質は、電荷発生層のＬＵＭＯエネルギーレベルと、第１正孔注入層または第２正孔注入層物質のＨＯＭＯエネルギーレベルとの差が−２ないし＋２ｅＶ範囲内のエネルギー準位を有する物質を使用することが望ましい。
【００１９】
例えば、前記ヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレンの場合、ＨＯＭＯエネルギーレベルは、約９．６ないし９．７ｅＶであり、ＬＵＭＯエネルギーレベルは、約５．５ｅＶである。また、前記テトラフルオロ−テトラシアノキノジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱ）の場合、ＨＯＭＯエネルギーレベルが約８．５３ｅＶであり、ＬＵＭＯエネルギーレベルが約６．２３ｅＶである。本発明で、有機発光表示素子に使われる第１及び第２正孔注入層物質のＨＯＭＯエネルギーレベルは約４．５ｅＶないし５．５ｅＶ程度である。従って、電荷発生層にドーピングされるＰ型ドーパント物質としてヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレンを使用する場合、電荷発生層のＬＵＭＯエネルギーレベルと、第１正孔注入層物質または第２正孔注入層物質のＨＯＭＯエネルギーレベルとの差は、−１．０ｅＶないし０ｅＶである。また、電荷発生層にドーピングされるＰ型ドーパント物質としてテトラフルオロ−テトラシアノキノジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱ）を使用する場合、電荷発生層のＬＵＭＯエネルギーレベルと、第１正孔注入層物質または第２正孔注入層物質のＨＯＭＯエネルギーレベルとの差は、−０．７３ｅＶないし１．７３ｅＶである。
【００２０】
前記の電荷発生物質を使用して第１正孔注入層と第２正孔注入層との間に電荷発生層を形成することにより、有機発光表示素子の駆動電圧を降下させることができる。
【００２１】
本発明による電荷発生層は、抵抗加熱気相蒸着法、電子ビーム気相蒸着法、レーザビーム気相蒸着法、またはスパッタリング法などを使用して形成できる。また、化学式１で、Ｒ’が炭素数５以上のアルキル、または置換されたアルキル基を使用する化合物は、蒸着法の代わりに、溶液状で工程がなされるインクジェットプリンティング、スピンコーティング、ドクターブレーディング、ロールコーティングのような方法を使用して電荷発生層を形成できる。
【００２２】
電荷発生層は、各画素領域に共通層として形成でき、前記電荷発生層の厚さは、望ましくは、１ないし２０ｎｍ、さらに望ましくは、２ないし８ｎｍである。電荷発生層の厚さが１ｎｍ未満である場合には、電荷発生効果が低下して望ましくなく、２０ｎｍを超える場合には、駆動電圧上昇や漏れ電流によるクロストークの可能性のために望ましくない。
【００２３】
本発明は、第１電極と発光層との間に正孔輸送層をさらに具備し、発光層と第２電極との間に正孔阻止層、電子輸送層及び電子注入層のうちから選択された一層以上をさらに具備できる。
【００２４】
本発明の他の一具現例によれば、第１電極及び第２電極間に発光層を有する有機発光表示素子において、前記第１電極の上部に第１正孔注入層を積層する段階、前記第１正孔注入層の上部にＰ型ドーパントでドーピングされている電荷発生層を積層する段階、前記電荷発生層の上部に第２正孔注入層を積層する段階を含む有機発光表示素子の製造方法を提供する。
【００２５】
本発明による前記有機発光表示素子の製造方法について具体的に述べれば、次の通りである。
【００２６】
図２−図４を参照しつつ、本発明の一実施例による有機電界発光素子の製造方法について説明すれば、次の通りである。
【００２７】
まず、基板上部に、第１電極であるアノード用物質をコーティングしてアノードを形成する。ここで、基板としては、一般的な有機発光表示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すぐれるガラスまたは透明プラスチック基板が望ましい。そして、アノード用物質としては、高仕事関数の金属（≧４．５ｅＶ）、または透明であって伝導性にすぐれる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。
【００２８】
前記アノード上部に、第１正孔注入層を形成する。第１正孔注入層は、正孔注入層の形成物質を高真空の中での熱真空蒸着を行うか、または使われる物質の種類によっては、溶液に溶かした後で、スピンコーティング、ディップコーティング、ドクターブレーディング、インクジェットプリンティング、または熱転写法、有機気相蒸着（ＯＶＰＤ）などの方法を使用して形成できる。
【００２９】
前記例示した真空熱蒸着、またはスピンコーティングのような方法を使用して第１正孔注入層（ＨＩＬ）を形成する。ここで、第１正孔注入層の厚さは、１０ないし１５０ｎｍであることが望ましい。もし第１正孔注入層の厚さが１０ｎｍ未満である場合には、正孔注入特性が低下し、１５０ｎｍを超える場合には、駆動電圧上昇のために望ましくない。特に、前面構造では、マイクロキャビティ効果により、第２周期では、カラーによって１００ないし１５０ｎｍ間の正孔注入層の厚さがさらに望ましい。
【００３０】
前記第１正孔注入層の形成物質としては、特別に制限されず、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）またはスターバースト型アミン類であるＴＣＴＡ、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ、ＩＤＥ４０６（出光社製）などを使用できる。
【化３】
【００３１】
前記第１正孔注入層の上部に電荷発生層を形成する。電荷発生層形成物質は、特別に制限されず、前述のように、下記化学式１で表示される化合物からなることが望ましい：
化学式１
【化４】
【００３２】
前記化学式中、Ｒは、ニトリル（−ＣＮ）、スルホン（−ＳＯ２Ｒ’）、スルホキシド（−ＳＯＲ’）、スルホンアミド（−ＳＯ２ＮＲ’２）、スルホネート（−ＳＯ３Ｒ’）、ニトロ（−ＮＯ２）、またはトリフルオロメチル（−ＣＦ３）基であり、Ｒ’は、アミン、アミド、エーテル、またはエステルで置換されているかまたは未置換の炭素数１ないし６０の、アルキル基、アリール基、またはヘテロ環である。
【００３３】
電荷発生層にドーピングされるＰ型ドーパントは、ヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン、テトラフルオロ−テトラシアノキノジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱ）、ＦｅＣｌ３、Ｆ１６ＣｕＰｃ及び金属酸化物のうちから選択された一つからなりうる。ここで、金属酸化物は、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化レニウム（Ｒｅ２Ｏ７）またはＩＴＯであることが望ましい。
【００３４】
第１正孔注入層の上部に、電荷発生層形成用物質を抵抗加熱気相蒸着法、電子ビーム気相蒸着法、レーザビーム気相蒸着法、またはスパッタリング法などを使用して電荷発生層を形成できる。電荷発生層は、各画素領域に共通層として形成され、前記電荷発生層の厚さは、１ないし２０ｎｍ、望ましくは、２ないし８ｎｍである。電荷発生層の厚さが１ｎｍ未満である場合には、電荷発生効果が低下して望ましくなく、２０ｎｍを超える場合には、駆動電圧上昇のために望ましくない。
【００３５】
前記過程によって形成された電荷発生層の上部に、第２正孔注入層物質を真空熱蒸着またはスピンコーティングのような多様な方法により、第２正孔注入層（ＨＩＬ）を形成する。前記第２正孔注入層の物質は、特別に制限されず、前記第１正孔注入層に使われた物質と同じ物質が使われうる。ここで、第２正孔注入層の厚さは、５ないし１００ｎｍであることが望ましい。もし第２正孔注入層の厚さが５ｎｍ未満である場合には、正孔伝達特性が低下して望ましくなく、１００ｎｍを超える場合には、駆動電圧上昇のために望ましくない。
【００３６】
前記過程によって形成された第２正孔注入層の上部に、正孔輸送層物質を真空熱蒸着またはスピンコーティングのような多様な方法により、正孔輸送層（ＨＴＬ）を選択的に形成する。前記正孔輸送層の物質は、特別に制限されず、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）、ＩＤＥ３２０（出光社製）などが使われる。ここで、正孔輸送層の厚さは、５ないし５０ｎｍであることが望ましい。もし正孔輸送層の厚さが５ｎｍ未満である場合には、正孔伝達特性が低下して望ましくなく、５０ｎｍを超える場合には、駆動電圧上昇のために望ましくない。
【化５】
【００３７】
正孔輸送層の上部に、発光層（ＥＭＬ）を形成する。ここで、発光層の形成方法は、特別に制限されるものではないが、前記例示した真空蒸着、インクジェットプリンティング、レーザ転写法、フォトリソグラフィ法、有機気相蒸着（ＯＶＰＤ）のような多様な方法を利用する。
【００３８】
前記発光層の厚さは、１０ないし８０ｎｍであることが望ましい。もし発光層の厚さが１０ｎｍ未満ならば、効率及び寿命が低下し、８０ｎｍを超過すれば、駆動電圧が上昇して望ましくない。
【００３９】
前記発光層上に、正孔阻止用物質を、前記例示した真空蒸着またはスピンコーティングのような方法を使用して正孔阻止層（ＨＢＬ）を選択的に形成する。このときに使われる正孔阻止層の形成用物質は、特別に制限されるものではないが、電子輸送能を有しつつ発光化合物より高いイオン化ポテンシャルを有さねばならず、とりわけ、Ｂａｌｑ、ＢＣＰ、ＴＰＢＩなどが使われる。正孔阻止層の厚さは３ないし５０ｎｍであることが望ましい。もし正孔阻止層の厚さが３ｎｍ未満である場合には、正孔阻止特性が良好ではなくて効率が低下し、５０ｎｍを超える場合には、駆動電圧上昇によって望ましくない。
【化６】
【００４０】
前記正孔阻止層上に、電子輸送層（ＥＴＬ）を真空蒸着方法、またはスピンコーティング方法でもって形成する。電子輸送層の材料としては、特別に制限されずにＡｌｑ３を利用できる。前記電子輸送層の厚さは、５ないし６０ｎｍであることが望ましい。もし電子輸送層の厚さが５ｎｍ未満である場合には、寿命特性が低下し、６０ｎｍを超える場合には、駆動電圧上昇により望ましくない。
【００４１】
また、前記電子輸送層上に電子注入層（ＥＩＬ）が選択的に積層されうる。前記電子注入層の形成材料としては、ＬｉＦ、ＮａＣｌ、ＣｓＦ、Ｌｉ２Ｏ、ＢａＯ、Ｌｉｑのような物質を利用できる。前記電子注入層の厚さは、０．１ないし１０ｎｍであることが望ましい。もし電子注入層の厚さが０．１ｎｍ未満である場合には、効果的な電子注入層としての役割を果たせないために望ましくなく、１０ｎｍを超える場合には、絶縁層として作用し、駆動電圧が高くなって望ましくない。
【化７】
【００４２】
次に、前記電子注入層の上部に、第２電極のカソード用金属を、真空熱蒸着、スパッタリング、金属−有機化学蒸着法などの方法でもって第２電極であるカソードを形成することにより、有機発光表示素子が完成する。
【００４３】
前記カソード金属としては、リチウム（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム−リチウム（Ａｌ−Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム−インジウム（Ｍｇ−Ｉｎ）、マグネシウム−銀（Ｍｇ−Ａｇ）などが利用される。
【００４４】
本発明の有機発光表示素子は、前述のように、アノード、第１正孔注入層、電荷発生層、第２正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、カソードを備え、さらに必要により、一層または二層の中間層をより形成することも可能である。前記の層以外にも、電子阻止層などが備えられもする。
【００４５】
以下、本発明を下記実施例を例にとって説明するが、本発明が下記実施例だけに限定されるものではない。
【００４６】
実施例１
アノードは、コーニング（Ｃｏｒｎｉｎｇ社製）の１５Ω／ｃｍ２（１２０ｎｍ）ＩＴＯガラス基板を５０ｍｍｘ５０ｍｍｘ０．７ｍｍサイズに切り、イソプロピルアルコールと純水との中で、それぞれ５分間超音波洗浄した後、３０分間ＵＶ、オゾンでもってクリーニングして使用した。
【００４７】
前記基板上部にｍ−ＭＴＤＡＴＡを真空蒸着し、第１正孔注入層を１３０ｎｍ厚に形成した。前記第１正孔注入層の上部に、電荷発生層形成物質として、ヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレンを抵抗加熱気相蒸着によって２ｎｍ厚に形成した。前記電荷発生層の上部に、銅ｍ−ＭＴＤＡＴＡを真空蒸着し、第２正孔注入層を２０ｎｍ厚に形成した。前記第２正孔注入層の上部に、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（α−ＮＰＤ）を真空蒸着して正孔輸送層を２０ｎｍ厚に形成した。
【００４８】
有機気相蒸着（ＯＶＰＤ）法で真空蒸着し、約４０ｎｍ厚の発光層を形成した。前記発光層の上部に、電子輸送物質であるＡｌｑ３を蒸着し、約３０ｎｍ厚の電子輸送層を形成した。前記電子輸送層の上部に、ＬｉＦ １ｎｍ（電子注入層）とＭｇ−Ａｇ合金２０ｎｍとを順次に真空蒸着し、ＬｉＦ／Ａｌ電極を形成し、有機発光表示素子を製造した。
【００４９】
実施例２
電荷発生層の厚さを５ｎｍとしたことを除いては、実施例１と同一にして有機発光表示素子を製造した。
【００５０】
実施例３
電荷発生層の厚さを８ｎｍとしたことを除いては、実施例１と同一にして有機発光表示素子を製造した。
【００５１】
比較例１
アノードは、コーニング（ｃｏｒｎｉｎｇ社製）の１５Ω／ｃｍ２（１２０ｎｍ）ＩＴＯガラス基板を５０ｍｍｘ５０ｍｍｘ０．７ｍｍサイズに切り、イソプロピルアルコールと純水との中で、それぞれ５分間超音波洗浄した後、３０分間ＵＶ、オゾンのクリーニングを行って使用した。
【００５２】
前記基板上部に、ｍ−ＭＴＤＡＴＡを真空蒸着して正孔注入層を１５０ｎｍ厚に形成した。前記正孔注入層の上部に、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（α−ＮＰＤ）を真空蒸着し、正孔輸送層を２０ｎｍ厚に形成した。
【００５３】
有機気相蒸着（ＯＶＰＤ）法で真空蒸着し、約４０ｎｍ厚の発光層を形成した。前記発光層の上部に、電子輸送物質であるＡｌｑ３を蒸着し、約３０ｎｍ厚の電子輸送層を形成した。前記電子輸送層の上部に、ＬｉＦ １ｎｍ（電子注入層）とＭｇ−Ａｇ合金２０ｎｍとを順次に真空蒸着し、ＬｉＦ／Ａｌ電極を形成し、図１に図示したような有機発光表示素子を製造した。
【００５４】
前記実施例１ないし実施例３と比較例１とによって製造された有機発光表示素子において、駆動電圧、効率及び寿命特性を調べ、結果を下記表１に表した。
【表１】
【００５５】
実施例１ないし実施例３の場合には、駆動電圧が５．７３ないし５．６０Ｖと示され、比較例１の場合には、駆動電圧が７．５９Ｖと示された。
【００５６】
また、実施例１ないし実施例３の場合には、輝度１，９００ｃｄ／ｍ２で２７．１８ないし２６．９０ｃｄ／Ａと示され、比較例１の場合には、輝度１，９００ｃｄ／ｍ２で効率が２６．８５ｃｄ／Ａと示された。
【００５７】
また、寿命特性は、最初の発光輝度が５０％線まで低下する時間で表すが、実施例１ないし実施例３の有機発光表示素子は、９，５００ｃｄ／ｍ２で約１，５００時間であり、比較例１の有機発光表示素子は、９，５００ｃｄ／ｍ２で約１，０００時間であり、実施例１ないし実施例３は、比較例１に比べて寿命特性が約１．５倍以上改善されるということを確認することができた。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の有機発光表示素子及びその製造方法は、例えば、発光素子関連の技術分野に効果的に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】従来技術による有機発光表示素子の断面を表した図面である。
【図２】本発明の一具現例による有機発光表示素子の断面を表した図面である。
【図３】本発明の一具現例による有機発光表示素子の断面を表した図面である。
【図４】本発明の一具現例による有機発光表示素子の断面を表した図面である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光表示素子に係り、さらに詳細には、正孔注入層と正孔輸送層との間に電荷発生層を採用し、駆動電圧の降下した有機発光表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光表示素子（Light-Emitting Device）は、自発光型表示素子であり、視野角が広くてコントラストにすぐれるだけではなく、応答時間が速いという長所を有している。発光表示素子は、発光層（ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｌａｙｅｒ）形成用の材料により、無機発光表示素子と有機発光表示素子（ＯＬＥＤ）とに区分される。ここで、有機発光表示素子は、無機発光表示素子に比べ、輝度、駆動電圧及び応答速度特性にすぐれ、かつ多色化が可能であるという長所を有している。
【０００３】
一般的な有機発光表示素子は、基板上部にアノードが形成されており、このアノード上部に、正孔輸送層（ＨＴＬ）、発光層（ＥＭＬ）、電子輸送層（ＥＴＬ）及びカソードが順次に形成されている構造を有している。ここで、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層は、有機化合物からなる有機薄膜である。
【０００４】
有機発光表示素子の駆動原理は、前記アノード及びカソード間に電圧を印加すれば、アノードから注入された正孔は、正孔輸送層を経由して発光層に移動する。一方、電子は、カソードから電子輸送層を経由して発光層に注入され、発光層領域でキャリアが再結合して励起子を生成する。この励起子が、励起状態から基底状態に変化し、これによって発光層の蛍光性分子が発光することにより、画像が形成される。
【０００５】
前面発光の有機発光表示素子において、素子の厚さが厚いほどマイクロキャビティ（ｍｉｃｒｏｃａｖｉｔｙ）効果を極大化し、粒子による不良発現を最小化する。
【０００６】
しかし、素子全体の厚さが厚くなるにつれ、これによる駆動電圧上昇が問題になっている。マイクロキャビティ効果は、発光層で発光する光の波長によって発光した光が、カソードを経て素子外に出てくるまでの進路により、外光抽出波長が変わる効果であり、最大効率を得るためには、発光波長によってもとの波長に最も近い光が素子外部に抽出されうる適切な経路を合わせねばならない。これは、主に素子の有機層厚により調節が可能であり、一般的に長波長の光であるほど、全体有機層厚が厚くなるという傾向を示す。すなわち、全体有機層厚は、レッドが最も厚く、ブルーが最も薄くなる。これにより、発光波長によってある程度の一定厚さ範囲が指定され、またこの厚さ範囲は、一定の周期でもって最高外光抽出効率を得ることができる厚さを有する。このとき、最も薄い１周期の厚さは薄すぎ、粒子起因性の不良に弱いという構造を有するようになり、２周期の厚さは、粒子起因の不良には、強力であるという点があるが、発光表示層の厚さが厚すぎ、駆動電圧上昇の問題が発生してしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明がなそうとする技術的課題は、前述の問題点を解決し、駆動電圧の低下した有機発光表示素子及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記技術的課題をなすために、本発明は、第１電極及び第２電極間に発光層を有する有機発光表示素子において、前記第１電極と発光層との間に第１正孔注入層及び第２正孔注入層を備え、前記第１正孔注入層と第２正孔注入層との間にＰ型ドーパントでドーピングされている電荷発生層を具備した有機発光表示素子を提供する。
【０００９】
前記の他の技術的課題をなすために、本発明は、第１電極及び第２電極間に発光層を有する有機発光表示素子において、前記第１電極の上部に第１正孔注入層を積層する段階、前記第１正孔注入層の上部にＰ型ドーパントでドーピングされている電荷発生層を積層する段階と、前記電荷発生層の上部に第２正孔注入層を積層する段階とを含む有機発光表示素子の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による有機発光表示素子は、電荷発生層を形成することにより、素子の駆動電圧を減少させ、効率及び寿命特性を改善させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、第１電極及び第２電極間に発光層を有する有機発光表示素子において、前記第１電極と発光層との間に第１正孔注入層及び第２正孔注入層を備え、前記第１正孔注入層と第２正孔注入層との間にＰ型ドーパントでドーピングされている電荷発生層を具備したことを特徴とする有機発光表示素子を提供する。
【００１２】
本発明による電荷発生層を形成する物質は、下記化学式１で表示される化合物で表すことができる：
化学式１
【化１】
【００１３】
前記化学式中、Ｒは、ニトリル（−ＣＮ）、スルホン（−ＳＯ２Ｒ’）、スルホキシド（−ＳＯＲ’）、スルホンアミド（−ＳＯ２ＮＲ’２）、スルホネート（−ＳＯ３Ｒ’）、ニトロ（−ＮＯ２）、またはトリフルオロメチル（−ＣＦ３）基であり、Ｒ’は、アミン、アミド、エーテル、またはエステルで置換されているかまたは未置換の炭素数１ないし６０の、アルキル基、アリール基、またはヘテロ環（ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌｉｃ ｇｒｏｕｐ）である。
【００１４】
本発明に使われる化学式１で表示される化合物の具体的な例は、下記の化学式で表すことができる。
【化２】
【００１５】
前記式で、Ｒ’は、アミン、アミド、エーテル、またはエステルで置換されているかまたは未置換の炭素数１ないし６０の、アルキル基、アリール基、またはヘテロ環である。
【００１６】
前記式で表示される電荷発生層を形成する有機物質の例は、単に理解を助けるためのものであり、それらのみで限定するものではない。
【００１７】
本発明で、電荷発生層にドーピングされるＰ型ドーパントは、ヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン、テトラフルオロ−テトラシアノキノジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱ）、ＦｅＣｌ３、Ｆ１６ＣｕＰｃ及び金属酸化物のうちから選択された一つからなり、ここで、金属酸化物は、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化レニウム（Ｒｅ２Ｏ７）、またはインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）であることが望ましい。
【００１８】
Ｐ型ドーパント物質は、電荷発生層のＬＵＭＯエネルギーレベルと、第１正孔注入層または第２正孔注入層物質のＨＯＭＯエネルギーレベルとの差が−２ないし＋２ｅＶ範囲内のエネルギー準位を有する物質を使用することが望ましい。
【００１９】
例えば、前記ヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレンの場合、ＨＯＭＯエネルギーレベルは、約９．６ないし９．７ｅＶであり、ＬＵＭＯエネルギーレベルは、約５．５ｅＶである。また、前記テトラフルオロ−テトラシアノキノジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱ）の場合、ＨＯＭＯエネルギーレベルが約８．５３ｅＶであり、ＬＵＭＯエネルギーレベルが約６．２３ｅＶである。本発明で、有機発光表示素子に使われる第１及び第２正孔注入層物質のＨＯＭＯエネルギーレベルは約４．５ｅＶないし５．５ｅＶ程度である。従って、電荷発生層にドーピングされるＰ型ドーパント物質としてヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレンを使用する場合、電荷発生層のＬＵＭＯエネルギーレベルと、第１正孔注入層物質または第２正孔注入層物質のＨＯＭＯエネルギーレベルとの差は、−１．０ｅＶないし０ｅＶである。また、電荷発生層にドーピングされるＰ型ドーパント物質としてテトラフルオロ−テトラシアノキノジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱ）を使用する場合、電荷発生層のＬＵＭＯエネルギーレベルと、第１正孔注入層物質または第２正孔注入層物質のＨＯＭＯエネルギーレベルとの差は、−０．７３ｅＶないし１．７３ｅＶである。
【００２０】
前記の電荷発生物質を使用して第１正孔注入層と第２正孔注入層との間に電荷発生層を形成することにより、有機発光表示素子の駆動電圧を降下させることができる。
【００２１】
本発明による電荷発生層は、抵抗加熱気相蒸着法、電子ビーム気相蒸着法、レーザビーム気相蒸着法、またはスパッタリング法などを使用して形成できる。また、化学式１で、Ｒ’が炭素数５以上のアルキル、または置換されたアルキル基を使用する化合物は、蒸着法の代わりに、溶液状で工程がなされるインクジェットプリンティング、スピンコーティング、ドクターブレーディング、ロールコーティングのような方法を使用して電荷発生層を形成できる。
【００２２】
電荷発生層は、各画素領域に共通層として形成でき、前記電荷発生層の厚さは、望ましくは、１ないし２０ｎｍ、さらに望ましくは、２ないし８ｎｍである。電荷発生層の厚さが１ｎｍ未満である場合には、電荷発生効果が低下して望ましくなく、２０ｎｍを超える場合には、駆動電圧上昇や漏れ電流によるクロストークの可能性のために望ましくない。
【００２３】
本発明は、第１電極と発光層との間に正孔輸送層をさらに具備し、発光層と第２電極との間に正孔阻止層、電子輸送層及び電子注入層のうちから選択された一層以上をさらに具備できる。
【００２４】
本発明の他の一具現例によれば、第１電極及び第２電極間に発光層を有する有機発光表示素子において、前記第１電極の上部に第１正孔注入層を積層する段階、前記第１正孔注入層の上部にＰ型ドーパントでドーピングされている電荷発生層を積層する段階、前記電荷発生層の上部に第２正孔注入層を積層する段階を含む有機発光表示素子の製造方法を提供する。
【００２５】
本発明による前記有機発光表示素子の製造方法について具体的に述べれば、次の通りである。
【００２６】
図２−図４を参照しつつ、本発明の一実施例による有機電界発光素子の製造方法について説明すれば、次の通りである。
【００２７】
まず、基板上部に、第１電極であるアノード用物質をコーティングしてアノードを形成する。ここで、基板としては、一般的な有機発光表示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すぐれるガラスまたは透明プラスチック基板が望ましい。そして、アノード用物質としては、高仕事関数の金属（≧４．５ｅＶ）、または透明であって伝導性にすぐれる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。
【００２８】
前記アノード上部に、第１正孔注入層を形成する。第１正孔注入層は、正孔注入層の形成物質を高真空の中での熱真空蒸着を行うか、または使われる物質の種類によっては、溶液に溶かした後で、スピンコーティング、ディップコーティング、ドクターブレーディング、インクジェットプリンティング、または熱転写法、有機気相蒸着（ＯＶＰＤ）などの方法を使用して形成できる。
【００２９】
前記例示した真空熱蒸着、またはスピンコーティングのような方法を使用して第１正孔注入層（ＨＩＬ）を形成する。ここで、第１正孔注入層の厚さは、１０ないし１５０ｎｍであることが望ましい。もし第１正孔注入層の厚さが１０ｎｍ未満である場合には、正孔注入特性が低下し、１５０ｎｍを超える場合には、駆動電圧上昇のために望ましくない。特に、前面構造では、マイクロキャビティ効果により、第２周期では、カラーによって１００ないし１５０ｎｍ間の正孔注入層の厚さがさらに望ましい。
【００３０】
前記第１正孔注入層の形成物質としては、特別に制限されず、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）またはスターバースト型アミン類であるＴＣＴＡ、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ、ＩＤＥ４０６（出光社製）などを使用できる。
【化３】
【００３１】
前記第１正孔注入層の上部に電荷発生層を形成する。電荷発生層形成物質は、特別に制限されず、前述のように、下記化学式１で表示される化合物からなることが望ましい：
化学式１
【化４】
【００３２】
前記化学式中、Ｒは、ニトリル（−ＣＮ）、スルホン（−ＳＯ２Ｒ’）、スルホキシド（−ＳＯＲ’）、スルホンアミド（−ＳＯ２ＮＲ’２）、スルホネート（−ＳＯ３Ｒ’）、ニトロ（−ＮＯ２）、またはトリフルオロメチル（−ＣＦ３）基であり、Ｒ’は、アミン、アミド、エーテル、またはエステルで置換されているかまたは未置換の炭素数１ないし６０の、アルキル基、アリール基、またはヘテロ環である。
【００３３】
電荷発生層にドーピングされるＰ型ドーパントは、ヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン、テトラフルオロ−テトラシアノキノジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱ）、ＦｅＣｌ３、Ｆ１６ＣｕＰｃ及び金属酸化物のうちから選択された一つからなりうる。ここで、金属酸化物は、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化レニウム（Ｒｅ２Ｏ７）またはＩＴＯであることが望ましい。
【００３４】
第１正孔注入層の上部に、電荷発生層形成用物質を抵抗加熱気相蒸着法、電子ビーム気相蒸着法、レーザビーム気相蒸着法、またはスパッタリング法などを使用して電荷発生層を形成できる。電荷発生層は、各画素領域に共通層として形成され、前記電荷発生層の厚さは、１ないし２０ｎｍ、望ましくは、２ないし８ｎｍである。電荷発生層の厚さが１ｎｍ未満である場合には、電荷発生効果が低下して望ましくなく、２０ｎｍを超える場合には、駆動電圧上昇のために望ましくない。
【００３５】
前記過程によって形成された電荷発生層の上部に、第２正孔注入層物質を真空熱蒸着またはスピンコーティングのような多様な方法により、第２正孔注入層（ＨＩＬ）を形成する。前記第２正孔注入層の物質は、特別に制限されず、前記第１正孔注入層に使われた物質と同じ物質が使われうる。ここで、第２正孔注入層の厚さは、５ないし１００ｎｍであることが望ましい。もし第２正孔注入層の厚さが５ｎｍ未満である場合には、正孔伝達特性が低下して望ましくなく、１００ｎｍを超える場合には、駆動電圧上昇のために望ましくない。
【００３６】
前記過程によって形成された第２正孔注入層の上部に、正孔輸送層物質を真空熱蒸着またはスピンコーティングのような多様な方法により、正孔輸送層（ＨＴＬ）を選択的に形成する。前記正孔輸送層の物質は、特別に制限されず、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）、ＩＤＥ３２０（出光社製）などが使われる。ここで、正孔輸送層の厚さは、５ないし５０ｎｍであることが望ましい。もし正孔輸送層の厚さが５ｎｍ未満である場合には、正孔伝達特性が低下して望ましくなく、５０ｎｍを超える場合には、駆動電圧上昇のために望ましくない。
【化５】
【００３７】
正孔輸送層の上部に、発光層（ＥＭＬ）を形成する。ここで、発光層の形成方法は、特別に制限されるものではないが、前記例示した真空蒸着、インクジェットプリンティング、レーザ転写法、フォトリソグラフィ法、有機気相蒸着（ＯＶＰＤ）のような多様な方法を利用する。
【００３８】
前記発光層の厚さは、１０ないし８０ｎｍであることが望ましい。もし発光層の厚さが１０ｎｍ未満ならば、効率及び寿命が低下し、８０ｎｍを超過すれば、駆動電圧が上昇して望ましくない。
【００３９】
前記発光層上に、正孔阻止用物質を、前記例示した真空蒸着またはスピンコーティングのような方法を使用して正孔阻止層（ＨＢＬ）を選択的に形成する。このときに使われる正孔阻止層の形成用物質は、特別に制限されるものではないが、電子輸送能を有しつつ発光化合物より高いイオン化ポテンシャルを有さねばならず、とりわけ、Ｂａｌｑ、ＢＣＰ、ＴＰＢＩなどが使われる。正孔阻止層の厚さは３ないし５０ｎｍであることが望ましい。もし正孔阻止層の厚さが３ｎｍ未満である場合には、正孔阻止特性が良好ではなくて効率が低下し、５０ｎｍを超える場合には、駆動電圧上昇によって望ましくない。
【化６】
【００４０】
前記正孔阻止層上に、電子輸送層（ＥＴＬ）を真空蒸着方法、またはスピンコーティング方法でもって形成する。電子輸送層の材料としては、特別に制限されずにＡｌｑ３を利用できる。前記電子輸送層の厚さは、５ないし６０ｎｍであることが望ましい。もし電子輸送層の厚さが５ｎｍ未満である場合には、寿命特性が低下し、６０ｎｍを超える場合には、駆動電圧上昇により望ましくない。
【００４１】
また、前記電子輸送層上に電子注入層（ＥＩＬ）が選択的に積層されうる。前記電子注入層の形成材料としては、ＬｉＦ、ＮａＣｌ、ＣｓＦ、Ｌｉ２Ｏ、ＢａＯ、Ｌｉｑのような物質を利用できる。前記電子注入層の厚さは、０．１ないし１０ｎｍであることが望ましい。もし電子注入層の厚さが０．１ｎｍ未満である場合には、効果的な電子注入層としての役割を果たせないために望ましくなく、１０ｎｍを超える場合には、絶縁層として作用し、駆動電圧が高くなって望ましくない。
【化７】
【００４２】
次に、前記電子注入層の上部に、第２電極のカソード用金属を、真空熱蒸着、スパッタリング、金属−有機化学蒸着法などの方法でもって第２電極であるカソードを形成することにより、有機発光表示素子が完成する。
【００４３】
前記カソード金属としては、リチウム（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム−リチウム（Ａｌ−Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム−インジウム（Ｍｇ−Ｉｎ）、マグネシウム−銀（Ｍｇ−Ａｇ）などが利用される。
【００４４】
本発明の有機発光表示素子は、前述のように、アノード、第１正孔注入層、電荷発生層、第２正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、カソードを備え、さらに必要により、一層または二層の中間層をより形成することも可能である。前記の層以外にも、電子阻止層などが備えられもする。
【００４５】
以下、本発明を下記実施例を例にとって説明するが、本発明が下記実施例だけに限定されるものではない。
【００４６】
実施例１
アノードは、コーニング（Ｃｏｒｎｉｎｇ社製）の１５Ω／ｃｍ２（１２０ｎｍ）ＩＴＯガラス基板を５０ｍｍｘ５０ｍｍｘ０．７ｍｍサイズに切り、イソプロピルアルコールと純水との中で、それぞれ５分間超音波洗浄した後、３０分間ＵＶ、オゾンでもってクリーニングして使用した。
【００４７】
前記基板上部にｍ−ＭＴＤＡＴＡを真空蒸着し、第１正孔注入層を１３０ｎｍ厚に形成した。前記第１正孔注入層の上部に、電荷発生層形成物質として、ヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレンを抵抗加熱気相蒸着によって２ｎｍ厚に形成した。前記電荷発生層の上部に、銅ｍ−ＭＴＤＡＴＡを真空蒸着し、第２正孔注入層を２０ｎｍ厚に形成した。前記第２正孔注入層の上部に、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（α−ＮＰＤ）を真空蒸着して正孔輸送層を２０ｎｍ厚に形成した。
【００４８】
有機気相蒸着（ＯＶＰＤ）法で真空蒸着し、約４０ｎｍ厚の発光層を形成した。前記発光層の上部に、電子輸送物質であるＡｌｑ３を蒸着し、約３０ｎｍ厚の電子輸送層を形成した。前記電子輸送層の上部に、ＬｉＦ １ｎｍ（電子注入層）とＭｇ−Ａｇ合金２０ｎｍとを順次に真空蒸着し、ＬｉＦ／Ａｌ電極を形成し、有機発光表示素子を製造した。
【００４９】
実施例２
電荷発生層の厚さを５ｎｍとしたことを除いては、実施例１と同一にして有機発光表示素子を製造した。
【００５０】
実施例３
電荷発生層の厚さを８ｎｍとしたことを除いては、実施例１と同一にして有機発光表示素子を製造した。
【００５１】
比較例１
アノードは、コーニング（ｃｏｒｎｉｎｇ社製）の１５Ω／ｃｍ２（１２０ｎｍ）ＩＴＯガラス基板を５０ｍｍｘ５０ｍｍｘ０．７ｍｍサイズに切り、イソプロピルアルコールと純水との中で、それぞれ５分間超音波洗浄した後、３０分間ＵＶ、オゾンのクリーニングを行って使用した。
【００５２】
前記基板上部に、ｍ−ＭＴＤＡＴＡを真空蒸着して正孔注入層を１５０ｎｍ厚に形成した。前記正孔注入層の上部に、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（α−ＮＰＤ）を真空蒸着し、正孔輸送層を２０ｎｍ厚に形成した。
【００５３】
有機気相蒸着（ＯＶＰＤ）法で真空蒸着し、約４０ｎｍ厚の発光層を形成した。前記発光層の上部に、電子輸送物質であるＡｌｑ３を蒸着し、約３０ｎｍ厚の電子輸送層を形成した。前記電子輸送層の上部に、ＬｉＦ １ｎｍ（電子注入層）とＭｇ−Ａｇ合金２０ｎｍとを順次に真空蒸着し、ＬｉＦ／Ａｌ電極を形成し、図１に図示したような有機発光表示素子を製造した。
【００５４】
前記実施例１ないし実施例３と比較例１とによって製造された有機発光表示素子において、駆動電圧、効率及び寿命特性を調べ、結果を下記表１に表した。
【表１】
【００５５】
実施例１ないし実施例３の場合には、駆動電圧が５．７３ないし５．６０Ｖと示され、比較例１の場合には、駆動電圧が７．５９Ｖと示された。
【００５６】
また、実施例１ないし実施例３の場合には、輝度１，９００ｃｄ／ｍ２で２７．１８ないし２６．９０ｃｄ／Ａと示され、比較例１の場合には、輝度１，９００ｃｄ／ｍ２で効率が２６．８５ｃｄ／Ａと示された。
【００５７】
また、寿命特性は、最初の発光輝度が５０％線まで低下する時間で表すが、実施例１ないし実施例３の有機発光表示素子は、９，５００ｃｄ／ｍ２で約１，５００時間であり、比較例１の有機発光表示素子は、９，５００ｃｄ／ｍ２で約１，０００時間であり、実施例１ないし実施例３は、比較例１に比べて寿命特性が約１．５倍以上改善されるということを確認することができた。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の有機発光表示素子及びその製造方法は、例えば、発光素子関連の技術分野に効果的に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】従来技術による有機発光表示素子の断面を表した図面である。
【図２】本発明の一具現例による有機発光表示素子の断面を表した図面である。
【図３】本発明の一具現例による有機発光表示素子の断面を表した図面である。
【図４】本発明の一具現例による有機発光表示素子の断面を表した図面である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極及び第２電極間に発光層を有する有機発光表示素子において、
前記第１電極と発光層との間に第１正孔注入層及び第２正孔注入層を備え、前記第１正孔注入層と第２正孔注入層との間にＰ型ドーパントでドーピングされている電荷発生層を具備したことを特徴とする有機発光表示素子。
【請求項２】
前記電荷発生層は、下記化学式１で表示される化合物からなることを特徴とする請求項１に記載の有機発光表示素子：
化学式１
【化１】
前記化学式中、Ｒは、ニトリル（−ＣＮ）、スルホン（−ＳＯ２Ｒ’）、スルホキシド（−ＳＯＲ’）、スルホンアミド（−ＳＯ２ＮＲ’２）、スルホネート（−ＳＯ３Ｒ’）、ニトロ（−ＮＯ２）、またはトリフルオロメチル（−ＣＦ３）基であり、Ｒ’は、アミン、アミド、エーテル、またはエステルで置換されているかまたは未置換の炭素数１ないし６０の、アルキル基、アリール基、またはヘテロ環である。
【請求項３】
前記Ｐ型ドーパントは、ヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン、テトラフルオロ−テトラシアノキノジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱ）、ＦｅＣｌ３、Ｆ１６ＣｕＰｃ及び金属酸化物のうちから選択された一つであることを特徴とする請求項１に記載の有機発光表示素子。
【請求項４】
前記金属酸化物は、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化レニウム（Ｒｅ２Ｏ７）及びインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）のうちから選択された一つであることを特徴とする請求項３に記載の有機発光表示素子。
【請求項５】
前記Ｐ型ドーパントは、電荷発生層のＬＵＭＯエネルギーレベルと、前記第１正孔注入層または第２正孔注入層物質のＨＯＭＯエネルギーレベルとの差が−２ないし＋２ｅＶ範囲内のエネルギー準位を有する物質であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光表示素子。
【請求項６】
前記電荷発生層は、各画素領域に共通層として形成されることを特徴とする請求項１に記載の有機発光表示素子。
【請求項７】
前記電荷発生層は、厚さが１ないし２０ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の有機発光表示素子。
【請求項８】
前記電荷発生層の厚さが２ないし８ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の有機発光表示素子。
【請求項９】
前記第１電極と発光層との間に正孔輸送層をさらに具備し、前記発光層と第２電極との間に正孔阻止層、電子輸送層、及び電子注入層のうちから選択された一層以上がさらに備わることを特徴とする請求項１に記載の有機発光表示素子。
【請求項１０】
第１電極及び第２電極間に発光層を有する有機発光表示素子において、
前記第１電極の上部に第１正孔注入層を積層する段階と、
前記第１正孔注入層の上部にＰ型ドーパントでドーピングされている電荷発生層を積層する段階と、
前記電荷発生層の上部に第２正孔注入層を積層する段階とを含むことを特徴とする有機発光表示素子の製造方法。
【請求項１１】
前記電荷発生層は、下記化学式１で表示される化合物からなることを特徴とする請求項１０に記載の有機発光表示素子の製造方法：
化学式１
【化２】
前記化学式中、Ｒは、ニトリル（−ＣＮ）、スルホン（−ＳＯ２Ｒ’）、スルホキシド（−ＳＯＲ’）、スルホンアミド（−ＳＯ２ＮＲ’２）、スルホネート（−ＳＯ３Ｒ’）、ニトロ（−ＮＯ２）、トリフルオロメチル（−ＣＦ３）基であり、Ｒ’は、アミン、アミド、エーテル、またはエステルで置換されているかまたは未置換の炭素数１ないし６０の、アルキル基、アリール基、またはヘテロ環である。
【請求項１２】
前記Ｐ型ドーパントは、ヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン、テトラフルオロ−テトラシアノキノジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱ）、ＦｅＣｌ３、Ｆ１６ＣｕＰｃ及び金属酸化物のうちから選択された一つからなることを特徴とする請求項１０に記載の有機発光表示素子の製造方法。
【請求項１３】
前記金属酸化物は、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化レニウム（Ｒｅ２Ｏ７）及びインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）であることを特徴とすることを特徴とする請求項１２に記載の有機発光表示素子の製造方法。
【請求項１４】
前記Ｐ型ドーパントは、電荷発生層のＬＵＭＯエネルギーレベルと、前記第１正孔注入層または第２正孔注入層物質のＨＯＭＯエネルギーレベルとの差が−２ないし＋２ｅＶ範囲内のエネルギー準位を有する物質を使用することを特徴とする請求項１０に記載の有機発光表示素子の製造方法。
【請求項１５】
前記電荷発生層は、抵抗加熱気相蒸着法、電子ビーム気相蒸着法、レーザビーム気相蒸着法、及びスパッタリング法のうちから選択された一つの方法により製造されることを特徴とする請求項１０に記載の有機発光表示素子の製造方法。
【請求項１６】
前記電荷発生層は、厚さが１ないし２０ｎｍであることを特徴とする請求項１０に記載の有機発光表示素子の製造方法。
【請求項１７】
前記第１電極と発光層との間に正孔輸送層をさらに具備し、前記発光層と第２電極との間に正孔阻止層、電子輸送層、及び電子注入層のうちから選択された一層以上がさらに備わることを特徴とする請求項１０に記載の有機発光表示素子の製造方法。
【請求項１】
第１電極及び第２電極間に発光層を有する有機発光表示素子において、
前記第１電極と発光層との間に第１正孔注入層及び第２正孔注入層を備え、前記第１正孔注入層と第２正孔注入層との間にＰ型ドーパントでドーピングされている電荷発生層を具備したことを特徴とする有機発光表示素子。
【請求項２】
前記電荷発生層は、下記化学式１で表示される化合物からなることを特徴とする請求項１に記載の有機発光表示素子：
化学式１
【化１】
前記化学式中、Ｒは、ニトリル（−ＣＮ）、スルホン（−ＳＯ２Ｒ’）、スルホキシド（−ＳＯＲ’）、スルホンアミド（−ＳＯ２ＮＲ’２）、スルホネート（−ＳＯ３Ｒ’）、ニトロ（−ＮＯ２）、またはトリフルオロメチル（−ＣＦ３）基であり、Ｒ’は、アミン、アミド、エーテル、またはエステルで置換されているかまたは未置換の炭素数１ないし６０の、アルキル基、アリール基、またはヘテロ環である。
【請求項３】
前記Ｐ型ドーパントは、ヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン、テトラフルオロ−テトラシアノキノジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱ）、ＦｅＣｌ３、Ｆ１６ＣｕＰｃ及び金属酸化物のうちから選択された一つであることを特徴とする請求項１に記載の有機発光表示素子。
【請求項４】
前記金属酸化物は、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化レニウム（Ｒｅ２Ｏ７）及びインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）のうちから選択された一つであることを特徴とする請求項３に記載の有機発光表示素子。
【請求項５】
前記Ｐ型ドーパントは、電荷発生層のＬＵＭＯエネルギーレベルと、前記第１正孔注入層または第２正孔注入層物質のＨＯＭＯエネルギーレベルとの差が−２ないし＋２ｅＶ範囲内のエネルギー準位を有する物質であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光表示素子。
【請求項６】
前記電荷発生層は、各画素領域に共通層として形成されることを特徴とする請求項１に記載の有機発光表示素子。
【請求項７】
前記電荷発生層は、厚さが１ないし２０ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の有機発光表示素子。
【請求項８】
前記電荷発生層の厚さが２ないし８ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の有機発光表示素子。
【請求項９】
前記第１電極と発光層との間に正孔輸送層をさらに具備し、前記発光層と第２電極との間に正孔阻止層、電子輸送層、及び電子注入層のうちから選択された一層以上がさらに備わることを特徴とする請求項１に記載の有機発光表示素子。
【請求項１０】
第１電極及び第２電極間に発光層を有する有機発光表示素子において、
前記第１電極の上部に第１正孔注入層を積層する段階と、
前記第１正孔注入層の上部にＰ型ドーパントでドーピングされている電荷発生層を積層する段階と、
前記電荷発生層の上部に第２正孔注入層を積層する段階とを含むことを特徴とする有機発光表示素子の製造方法。
【請求項１１】
前記電荷発生層は、下記化学式１で表示される化合物からなることを特徴とする請求項１０に記載の有機発光表示素子の製造方法：
化学式１
【化２】
前記化学式中、Ｒは、ニトリル（−ＣＮ）、スルホン（−ＳＯ２Ｒ’）、スルホキシド（−ＳＯＲ’）、スルホンアミド（−ＳＯ２ＮＲ’２）、スルホネート（−ＳＯ３Ｒ’）、ニトロ（−ＮＯ２）、トリフルオロメチル（−ＣＦ３）基であり、Ｒ’は、アミン、アミド、エーテル、またはエステルで置換されているかまたは未置換の炭素数１ないし６０の、アルキル基、アリール基、またはヘテロ環である。
【請求項１２】
前記Ｐ型ドーパントは、ヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン、テトラフルオロ−テトラシアノキノジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱ）、ＦｅＣｌ３、Ｆ１６ＣｕＰｃ及び金属酸化物のうちから選択された一つからなることを特徴とする請求項１０に記載の有機発光表示素子の製造方法。
【請求項１３】
前記金属酸化物は、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化レニウム（Ｒｅ２Ｏ７）及びインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）であることを特徴とすることを特徴とする請求項１２に記載の有機発光表示素子の製造方法。
【請求項１４】
前記Ｐ型ドーパントは、電荷発生層のＬＵＭＯエネルギーレベルと、前記第１正孔注入層または第２正孔注入層物質のＨＯＭＯエネルギーレベルとの差が−２ないし＋２ｅＶ範囲内のエネルギー準位を有する物質を使用することを特徴とする請求項１０に記載の有機発光表示素子の製造方法。
【請求項１５】
前記電荷発生層は、抵抗加熱気相蒸着法、電子ビーム気相蒸着法、レーザビーム気相蒸着法、及びスパッタリング法のうちから選択された一つの方法により製造されることを特徴とする請求項１０に記載の有機発光表示素子の製造方法。
【請求項１６】
前記電荷発生層は、厚さが１ないし２０ｎｍであることを特徴とする請求項１０に記載の有機発光表示素子の製造方法。
【請求項１７】
前記第１電極と発光層との間に正孔輸送層をさらに具備し、前記発光層と第２電極との間に正孔阻止層、電子輸送層、及び電子注入層のうちから選択された一層以上がさらに備わることを特徴とする請求項１０に記載の有機発光表示素子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−１７３７８０（Ｐ２００７−１７３７８０Ａ）
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２９４７９７（Ｐ２００６−２９４７９７）
【出願日】平成１８年１０月３０日（２００６．１０．３０）
【出願人】（５９０００２８１７）三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月３０日（２００６．１０．３０）
【出願人】（５９０００２８１７）三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【Ｆターム（参考）】
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