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KR20050104396A - 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

유기 전계 발광 소자 Download PDF

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KR20050104396A
KR20050104396A KR1020057015774A KR20057015774A KR20050104396A KR 20050104396 A KR20050104396 A KR 20050104396A KR 1020057015774 A KR1020057015774 A KR 1020057015774A KR 20057015774 A KR20057015774 A KR 20057015774A KR 20050104396 A KR20050104396 A KR 20050104396A
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organic compound
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quinolinolato
organic electroluminescent
cathode
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Inventor
요시아키 나가라
Original Assignee
가부시키가이샤 도요다 지도숏키
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Publication date
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Abstract

본 발명의 유기 전계 발광 소자는 음극과 양극 사이에 제공된 복수의 유기화합물 함유층을 구비한다. 서로 인접한 2 개의 유기화합물 함유층 중, 양극측에 위치한 하나의 층은 음극측에 위치한 나머지 층보다 더 낮은 전자 이동도를 갖는다. 따라서, 본 발명의 유기 전계 발광 소자는 높은 발광효율과 긴 초기 휘도 반감 수명을 갖는다.

Description

유기 전계 발광 소자{ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE}
기술분야
본 발명은 유기 전계 발광 소자 (유기EL소자) 에 관한 것이다.
배경기술
유기 전계 발광 소자는 차세대 디스플레이용의 소자로서 주목받아왔다. 유기 전계 발광 소자는, 일반적으로 유리 기판 상에 인듐 주석 산화물 (ITO) 등의 투명도전재료로 구성되는 양극을 형성하고, 그 양극 상에 홀 주입 영역, 홀 수송 영역, 발광 영역, 전자 수송 영역 및 음극을 순서대로 적층함으로써 제조된다. 이렇게 구성된 유기 전계 발광 소자는, 양극과 음극 사이에 직류전압을 인가함으로써 발광한다. 구체적으로, 양극과 음극의 사이에 직류전압을 인가하면, 양극으로부터는 홀이 주입되고, 음극으로부터는 전자가 주입된다. 홀은 홀 주입 영역 및 홀 수송 영역을 거쳐서 발광 영역으로 이동하고, 한편 전자는 전자 수송 영역을 거쳐서 발광 영역으로 이동한다. 그리고, 발광 영역에서 홀과 전자가 재결합함으로써, 빛이 발생한다.
유기 전계 발광 소자는 고효율과 장수명이 요구된다. 그러한 상황 하에서, 전자 수송 영역 재료로서, 예를 들면, 일본 공개 특허 공보 평09-87616호 및 일본 공개특허공보 평09-194487호에 개시되는 실롤 유도체와 일본국 공개특허공보 특개2001-267080호 및 일본국 공개특허공보 특개2001-155862호에 개시된 페난트롤린 유도체와 같은 높은 전자 이동도를 갖는 재료가 주목받아왔다.
실롤 유도체 또는 페난트롤린 유도체를 사용한 유기 전계 발광 소자는 고효율이지만, 높은 전자 이동도를 갖기 때문에 인접층과 함께 엑시플렉스 (exciplex) 또는 전하 이동 착물 (charge-transfer complex) 을 형성하기 쉽다는 문제가 있다. 유기 전계 발광 소자의 유기화합물 함유층의 적어도 하나의 재료가 엑시플렉스 또는 전하 이동 착물을 형성했을 경우, 이것들의 여기자로부터의 발광은 약하기 때문에, 상기 유기 전계 발광 소자의 효율이 낮아지고 또한 초기 휘도 반감 수명도 짧아진다. 초기 휘도 반감 수명은 유기 전계 발광 소자의 수명을 나타내는 하나의 지표이며, 일정한 전류를 유기 전계 발광 소자에 계속해서 인가했을 때, 유기 전계 발광 소자의 휘도가 초기휘도의 반 정도가 될 때까지 필요한 시간을 말한다. 일반적으로, 초기 휘도 반감 수명이 긴 유기 전계 발광 소자는 수명도 길다.
발명의 개시
본 발명의 목적은 높은 발광효율을 가지며, 긴 초기 휘도 반감 수명을 갖는 유기 전계 발광 소자를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양태에 따라 이하의 유기 전계 발광 소자가 제공된다. 상기 유기 전계 발광 소자는 음극과 양극 및 음극과 양극 사이에 제공된 복수의 유기화합물 함유층을 구비한다. 서로 인접하는 2개의 유기화합물 함유층 중, 양극측에 위치하는 유기화합물 함유층은, 음극측에 위치하는 유기화합물 함유층보다 낮은 전자 이동도를 갖는다.
유기 전계 발광 소자의 유기화합물 함유층의 구성을 상기와 같은 구성에 의하여 형성함으로써, 긴 초기 휘도 반감 수명을 가지고, 또한 높은 발광효율을 갖는 유기 전계 발광 소자를 얻을 수 있다. 이러한 유기 전계 발광 소자와 유사한 소자로서, 일본국 공개특허공보특개2001-155862호에 기재된 발명이 공지되어 있다. 본 발명의 특징은, 유기발광층이 전자 수송 능력과 홀 수송 능력의 양자의 캐리어 수송 능력을 가짐과 동시에, 층의 두께방향으로 홀 수송 능력이 높은 영역으로부터 전자 수송 능력이 높은 영역으로 서서히 변화되고 있다는 것이다. 그러나, 일본국 공개특허공보 특개 2001-155862호에 기재된 발명에서, 캐리어 수송 능력은 오직 유기발광층만 포함한다. 반대로, 본 발명에서는, 한 쌍의 전극 사이에 개재된 유기화합물 함유층 전체의 전자 이동도에 착안하고 있는 점에서 크게 다르다.
본 발명의 다른 양태에서는 이하의 유기 전계 발광 소자가 제공된다. 유기 전계 발광 소자는 음극, 양극 및 음극과 양극 사이에 제공된 발광 영역 및 전자 수송 영역을 구비한다. 발광 영역과 전자 수송 영역은 서로 인접한다. 전자 수송 영역은 복수의 유기화합물 함유층으로 구성되어 있다. 그 유기화합물 함유층 중, 발광 영역으로 접하는 유기 화합물 함유층은 퀴놀리놀라토 금속 착물을 함유하고 있다.
또, 본 명세서에 있어서, "전자 이동도" 및 "홀 이동도"는 소정 강도의 전계를 유기화합물에 인가했을 때에 측정되는 전자 이동도 및 홀 이동도를 의미한다. 이 경우, 전자 이동도를 측정할 때에 인가하는 전계의 강도는, 유기 전계 발광 소자가 실제로 사용될 때에 인가되는 전계강도의 범위 내에 있어야 한다.
"전자 수송 영역"은 적어도 전자 수송 능력을 가질 수 있다.
"홀 수송성 재료"는 홀 이동도가 전자 이동도보다 50배 이상 크거나, 또는 Time of Flight 법 (TOF법) 에서 홀 이동도만 측정되고 전자 이동도는 측정되지 않는 재료이다. TOF법은, 시료 표면에 펄스 빛을 조사하고, 펄스 빛에 의해 발생한 캐리어가 시료 내를 이동함으로써 발생한 과도전류를 측정해서 전자 이동도와 홀 이동도를 측정하는 방법이다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 유기 전계 발광 소자를 나타내는 단면도이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 도 1을 참조하면서, 본 발명의 일 실시형태를 설명한다.
도 1에서, 부호 (1) 은 기판, 부호 (2) 는 양극, 부호 (3) 은 홀 주입 영역, 부호 (4) 는 홀 수송 영역, 부호 (5) 는 발광 영역, 부호 (6) 은 전자 수송 영역, 부호 (6a) 는 제 1 전자 수송층, 부호 (6b) 는 제 2 전자 수송층, 부호 (7) 은 음극 계면 영역, 부호 (8) 은 음극을 나타낸다.
홀 주입 영역 (3) 이나 홀 수송 영역 (4) 은 반드시 필요하지는 않지만, 이들 층의 존재에 의해, 유기 전계 발광 소자의 발광 효율 및 초기 휘도 반감 수명은 보다 향상된다.
기판 (1) 은 유기 전계 발광 소자를 지지하며, 그 재료는 특정하게 제한되지 않는다. 기판 (1) 은, 예를 들면, 유리판, 플라스틱 시트, 플라스틱 필름, 금속판 또는 금속박일 수도 있으며, 실리콘 등의 세라믹 재료로 형성될 수도 있다. 플라스틱 시트 및 플라스틱 필름은, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 또는 폴리메타크릴레이트인 것이 바람직하며, 그 이유는 그것들이 뛰어난 방습성, 내충격성, 내열성 및 표면평활성을 갖기 때문이다. 플라스틱 기판 (1) 의 경우, 방습성을 향상시키기 위해서, 실리콘 질화막, 실리콘 산화막, 또는 실리콘 산화질화막을 기판 (1) 의 표면에 형성할 수도 있다. 발광 영역 (5) 으로부터 발생하는 빛이 기판 (1) 을 통해서 출사되는 바닥 방출 (bottom emission) 형의 유기 전계 발광 소자의 경우 기판 (1) 은 가시광선영역의 빛을 투과할 수 있어야 한다.
양극 (2) 은 홀 주입 영역 (3) 에 홀을 주입하는 역할을 한다. 양극 (2) 용 재료는, 전기저항이 작고 또한 일함수가 큰 임의의 재료이며, 금속, 합금, 전기전도성의 화합물 및 이들의 혼합물 등, 임의의 종류의 재료이다. 양극 (2) 용의 재료로서는, 예를 들어, ITO, 인듐 아연 산화물 (IZO), 산화주석, 산화아연, 산화아연과 산화인듐의 혼합계, 질화 티탄 등의 금속산화물; 금속질화물;금, 백금, 은, 구리, 알루미늄, 니켈, 납, 크롬, 몰리브덴, 텅스텐, 탄탈륨, 니오브 등의 금속; 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리피롤 및 폴리페닐렌 비닐렌 등의 도전성 고분자를 포함한다. 양극 (2) 은 단일 재료 또는 복수의 재료로 형성될 수도 있다. 양극 (2) 은 약 10 ㎚ 내지 1 ㎛, 바람직하게는 10 ㎚ 내지 300 ㎚의 두께를 가질 수도 있다. 양극 (2) 은, 예들 들어, 스퍼터링법, 이온도금법, 진공증기증착법 또는 스핀코트법에 의해 형성된다.
홀 주입 영역 (3) 은 양극 (2) 으로부터 주입된 홀을 효율적으로 홀 수송 영역 (4) 에 주입하는 역할과, 양극 (2) 과 유기화합물을 함유하는 기능영역 사이의 밀착성을 향상시키는 역할을 한다. 홀 주입 영역 (3) 에 사용되는 재료는, 양극 (2) 과의 뛰어난 밀착성, 낮은 이온화 포텐셜 및 고 유리전이온도를 갖는 것이 요구된다. 홀 주입 영역 (3) 의 전자 이동도는, 홀 수송 영역 (4) 의 전자 이동도보다 낮은 것이 바람직하다. 홀 주입 영역 (3) 용 재료의 예로는, 프탈로시아닌유도체, 포피린유도체, 폴리페닐렌 비닐렌 유도체, 스타버스트 아민 유도체, 폴리아닐린 및 폴리티오펜을 포함한다. 이들 화합물 중, 상술한 조건을 적절히 만족시키는 것으로는 프탈로시아닌 유도체인 구리 프탈로시아닌 (CuPc) 및 무금속 프탈로시아닌, 및 스타버스트 아민 유도체인 4,4',4"-트리스(3-메틸페닐페닐-아민)트리페닐아민을 포함한다. 홀 주입 영역 (3) 은 단일재료 또는 복수의 재료로 형성될 수도 있다. 홀 주입 영역 (3) 의 두께는 약 5 ㎚ 내지 100 ㎚, 바람직하게는 10 ㎚ 내지 50 ㎚의 두께를 가질 수도 있다. 홀 주입 영역 (3) 은, 예를 들어, 진공증기증착법, 스핀코트법 또는 디핑법에 의해 형성된다.
홀 수송 영역 (4) 은 홀 주입 영역 (3) 으로부터 주입된 홀을 효율적으로 발광 영역 (5) 에 수송하는 역할을 갖는다. 홀 수송 영역 (4) 에 사용되는 재료는 홀 주입 영역 (3) 으로부터의 홀 주입이 용이할 것과 주입된 홀이 발광 영역 (5) 으로 효율적으로 수송되는 것이 요구된다. 홀 수송 영역 (4) 의 전자 이동도는, 발광 영역 (5) 의 전자 이동도 보다 낮은 것이 바람직하다. 홀 수송 영역 (4) 형성용 재료의 예로는 트리아릴아민 유도체, 주요 체인에 트리페닐아민구조 및/또는 측쇄로서 반복구조를 갖는 화합물, 트리페닐메탄 유도체, 히드라존 유도체, 옥사졸 유도체, 옥사디아졸 유도체, 트리아졸 유도체, 플루오레닐 다이페닐아민 유도체, 벤지딘 유도체, 피라졸린 유도체, 스틸벤 유도체, 스티릴아민 유도체, 폴리페닐렌 비닐렌 유도체, 카바졸 유도체, 페닐렌디아민 유도체 및 스피로 화합물을 포함한다. 홀 수송 영역 (4) 형성용 재료는 또한, 홀 주입 영역 (3) 의 재료로 상기 열거한 것들일 수도 있다. 이들 화합물 중, 상술한 조건들을 적절하게 만족시키는 것들은 트리아릴아민 유도체인 트리페닐아민, 트리페닐아민의 2량체, 3량체, 4량체 및 5량체; 벤지딘 유도체인 N,N'-다이나프닐-N,N'-다이페닐 벤지딘; 및 카바졸 유도체인 4,4'-N,N'-다이카바졸 바이페닐 및 폴리(N-비닐카바졸)을 포함한다. 홀 수송 영역 (4) 은 단일 재료 또는 복수의 재료로 형성될 수도 있다. 홀 수송 영역 (4) 은 약 5 ㎚ 내지 100 ㎚, 바람직하게는 10 ㎚ 내지 50 ㎚의 두께를 가질 수도 있다. 홀 수송 영역 (4) 은, 예를 들어, 진공증기증착법, 스핀코트법 또는 디핑법에 의해 형성된다.
발광 영역 (5) 에서는, 유기재료가 빛을 방출한다. 즉, 홀 주입 영역 (3) 및 홀 수송 영역 (4) 을 통해 이동한 홀과, 음극 계면 영역 (7) 및 전자 수송 영역 (6) 을 통해 이동한 전자가 발광 영역 (5) 에서 재결합하여 여기자가 형성되고, 그것이 기저상태로 돌아갈 때 발광이 일어난다. 발광재료영역 (5) 에 사용되는 재료는 높은 형광 양자 효율, 홀 및/또는 전자를 효율적으로 수송하는 능력 및 높은 유리천이온도가 요구된다. 발광 영역 (5) 을 형성하는 재료는 상술한 조건을 만족하는한 특정하게 제한되지는 않는다. 그것들의 예는 디스티릴아릴렌 유도체, 디스티릴벤젠 유도체, 디스티릴아민 유도체, 퀴놀리놀라토 금속 착물, 트리아릴아민 유도체, 아조메틴 유도체, 옥사디아졸 유도체, 피라졸로퀴놀린 유도체, 실롤유도체, 나프탈렌 유도체, 안트라센 유도체, 다이카바졸 유도체, 페릴렌 유도체, 올리고티오펜유도체, 쿠마린 유도체, 피렌 유도체, 테트라페닐 부타디엔 유도체, 벤조피란 유도체, 유로피움 착물, 루브렌 유도체, 퀴나크리돈 유도체, 트리아졸 유도체, 벤조옥사졸 유도체 및 벤조티아졸 유도체를 포함한다. 이들 화합물 중, 상술한 조건을 적절하게 만족시키는 것으로는 퀴놀리놀라토 금속 착물인 트리스-(8-퀴놀리놀라토)알루미늄 (Alq3) 및 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)(p-페닐페놀라토)알루미늄 (BAlq); 트리아릴아민 유도체인 트리페닐아민 4량체들; 및 다이스티릴아릴렌 유도체인 4,4'-비스(2,2'-다이페닐비닐)바이페닐 (DPVBi) 을 포함한다. 발광 영역 (5) 은 단일 유기화합물 함유층 또는 복수의 유기화합물 함유층으로 형성될 수도 있다. 또한, 발광 영역 (5) 을 구성하는 각각의 유기화합물 함유층은 단일 재료 또는 복수의 재료로 형성될 수도 있다. 유기 전계 발광 소자의 발광효율이나 초기 휘도 반감 수명을 향상시키려는 목적으로, 호스트 화합물에 게스트 화합물을 수% 도핑하는 것이 보통 행해지지만, 반드시 그러한 도핑이 필수적인 것은 아니다. 도핑할 경우, 발광 영역 (5) 내의 게스트 화합물의 농도는 일정하지 않아도 된다. 예를 들어, 게스트 화합물의 농도를 유기화합물 함유층의 두께방향에 구배시킴으로써, 이 유기화합물 함유층 내에 있어서, 음극층의 전자 이동도가 양극측의 전자 이동도보다 커지도록 게스트 화합물의 농도를 변화시킬 수도 있다. 발광 영역 (5) 은 약 1 ㎚ 내지 100 ㎚, 바람직하게는 10 ㎚ 내지 50 ㎚의 두께를 가질 수도 있다. 발광 영역 (5) 은, 예를 들어, 진공 증기 증착법에 의해 형성된다.
전자 수송 영역 (6) 은 음극 (8) 으로부터 주입된 전자를 발광 영역 (5) 에 효율적으로 수송하는 역할 및 발광 영역 (5) 에서 생성한 여기자가 확산해서 음극 (8) 에서 소광하는 것을 방지하는 역할을 한다. 본 실시예에서, 전자 수송 영역 (6) 은 제 1 전자 수송층 (6a) 과 제 2 전자 수송층 (6b) 의 2개의 유기화합물 함유층으로 구성되어 있다. 즉, 본 실시예의 유기 전계 발광 소자에서는, 복수의 유기화합물 함유층의 2개의 층이 전자 수송 영역을 구성한다.
이하, 제 1 전자 수송층 (6a) 및 제 2 전자 수송층 (6b) 에 대해서 상세하게 설명한다.
제 1 전자 수송층 (6a) 은 발광 영역 (5) 에 밀착해서 배치되어, 발광 영역 (5) 에 전자를 수송하는 역할을 한다. 제 1 전자 수송층 (6a) 의 재료로서는, 발광 영역 (5) 과 엑시플렉스 또는 전하 이동 착물을 형성하지 않는 화합물이 바람직하며, 또한 발광 영역 (5) 의 전자 이동도보다 높은 전자 이동도를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 재료로서, 특히, 퀴놀리놀라토 금속 착물이 바람직하다.
그러한 퀴놀리놀라토 금속 착물로서, 리간드로서, 8-퀴놀리놀라토, 2-메틸-8-퀴놀리놀라토, 4-메틸-8-퀴놀리놀라토, 5-메틸-8-퀴놀리놀라토, 3,4-다이메틸-8-퀴놀리놀라토, 4-에틸-8-퀴놀리놀라토, 4,5-다이메틸-8-퀴놀리놀라토, 4,6-다이메틸-8-퀴놀리놀라토, 4-메톡시-8-퀴놀리놀라토, 10-벤조[h]퀴놀리놀라토, 벤조[f]-8-퀴놀리놀라토, 8-퀴놀리놀라토의 2량체 및 7-프로필-8-퀴놀리놀라토를 갖는 착물, 및 중심금속으로서 알루미늄, 베릴륨, 아연, 마그네슘, 갈륨, 인듐, 구리, 칼슘, 주석 또는 납을 갖는 착물이 바람직하게 사용된다. 그러한 퀴놀리놀라토 금속 착물의 보다 구체적인 예는 Alq3, BAlq, 트리스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)알루미늄, 트리스(5-메틸-8-퀴놀리놀라토)알루미늄, 모노(4-메틸-8-퀴놀리놀라토)비스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄, 모노(4-에틸-8-퀴놀리놀라토)모노(4-메틸-8-퀴놀리놀라토)모노(8-퀴놀리놀라토)알루미늄, 트리스(3,4-다이메틸-8-퀴놀리놀라토)알루미늄, 트리스(4-메톡시-8-퀴놀리놀라토)알루미늄, 트리스(4,5-다이메틸-8-퀴놀리놀라토)알루미늄, 트리스(4,6-다이메틸-8-퀴놀리놀라토)알루미늄, 트리스(5-클로로-8-퀴놀리놀라토)알루미늄, 트리스(5-브로모-8-퀴놀리놀라토)알루미늄, 트리스(5,7-다이클로로-8-퀴놀리놀라토)알루미늄, 트리스(5-시아노-8-퀴놀리놀라토)알루미늄, 트리스(5-술포닐-8-퀴놀리놀라토)알루미늄, 트리스(5-프로필-8-퀴놀리놀라토)알루미늄, 비스(8-퀴놀리놀라토)아연, 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)아연, 비스(2,4-다이메틸-8-퀴놀리놀라토)아연, 비스(2-메틸-5-클로로-8-퀴놀리놀라토)아연, 비스(2-메틸-5-시아노-8-퀴놀리놀라토)아연, 비스(3,4-다이메틸-8-퀴놀리놀라토)아연, 비스(4,6-다이메틸-8-퀴놀리놀라토)아연, 비스(5-클로로-8-퀴놀리놀라토)아연, 비스(5,7-다이클로로-8-퀴놀리놀라토)아연, 비스(벤조[f]-8-퀴놀리놀라토)아연, 비스(8-퀴놀리놀라토)베릴륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)베릴륨, 비스(2,4-다이메틸-8-퀴놀리놀라토)베릴륨, 비스(2-메틸-5-클로로-8-퀴놀리놀라토)베릴륨, 비스(2-메틸-5-시아노-8-퀴놀리놀라토)베릴륨, 비스(3,4-다이메틸-8-퀴놀리놀라토)베릴륨, 비스(4,6-다이메틸-8-퀴놀리놀라토)베릴륨, 비스(5-클로로-8-퀴놀리놀라토)베릴륨, 비스(4,6-다이메틸-8-퀴놀리놀라토)베릴륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리놀라토)베릴륨, 비스(8-퀴놀리놀라토)마그네슘, 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)마그네슘, 비스(2,4-다이메틸-8-퀴놀리놀라토)마그네슘, 비스(2-메틸-5-클로로-8-퀴놀리놀라토)마그네슘, 비스(2-메틸-5-시아노-8-퀴놀리놀라토)마그네슘, 비스(3,4-다이메틸-8-퀴놀리놀라토)마그네슘, 비스(4,6-다이메틸-8-퀴놀리놀라토)마그네슘, 비스(5-클로로-8-퀴놀리놀라토)마그네슘, 비스(5,7-다이클로로-8-퀴놀리놀라토)마그네슘, 비스(10-벤조[h]퀴놀리놀라토)마그네슘, 트리스(8-퀴놀리놀라토)인듐, 8-퀴놀리놀라토 리튬, 트리스(5-클로로-8-퀴놀리놀라토)갈륨, 비스(5-클로로-8-퀴놀리놀라토)칼슘, 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)(트리페닐실라놀라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)(다이페닐메틸실라놀라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)(테르트-부틸다이페닐실라놀라토)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)(트리스-(4,4-바이페닐)실라놀라토)갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)(1-나프톨라토)갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)(2-나프톨라토)갈륨 및 비스(8-퀴놀리놀라토)구리를 포함한다.
제 1 전자 수송층 (6a) 은 적어도 하나의 퀴놀리놀라토 금속 착물을 함유할 수도 있으며, 예를 들어, 그것은 다른 물질과 함께 증기 공증착에 의해 형성될 수도 있다. 공증착에 의해 제 1 전자 수송층 (6a) 을 형성할 경우에는, 제 1 전자 수송층 (6a) 의 두께 방향에서 퀴놀리놀라토 금속 착물의 농도가 변화될 수도 있으며, 균일할 수도 있다. 제 1 전자 수송층 (6a) 은 약 0.1 내지 20 ㎚, 바람직하게 약 0.5 ㎚ 내지 4 ㎚의 두께를 가질 수도 있다. 제 1 전자 수송층 (6a) 은, 예를 들어, 진공 증기 증착법에 의해 형성된다.
제 2 전자 수송층 (6b) 은 제 1 전자 수송층 (6a) 에 효율적으로 전자를 수송하는 역할을 갖는다. 제 2 전자 수송층 (6b) 에 사용할 수 있는 재료는 제 1 전자 수송층 (6a) 의 전자 이동도 보다 높은 전자 이동도를 갖는 것이 요구된다. 제 2 전자 수송층 (6b) 의 바람직한 재료의 예는 실롤 유도체, 페난트롤린 유도체, 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, 스피로 화합물, 이미다졸 유도체, 벤조이미다졸 유도체 및 다이스티릴벤젠 유도체를 포함한다. 더욱 바람직한 재료의 예는 일본 공개특허공보 평09-87616호 또는 일본 공개특허공보 평09-194487호에 기재된 실롤 유도체, 그중에서도 특히, 2,5-비스(6'-(2',2"-비피리딜))-1,1-다이메틸-3-4-다이페닐실롤 및 2,5-비스(6'-(2',2"-비피리딜))-1,1-다이메틸-3,4-비스(2-메틸페닐)실롤이 바람직하다. 또한, 페난트롤린 유도체인 바토쿠프로인 및 바토페난트롤린, 및 일본국 공개특허공보 특개2001-267080호에 기재된 페난트롤린 유도체도 제 2 전자 수송층 (6b) 의 재료로서, 보다 바람직하다. 제 2 전자 수송층 (6b) 은 약 1 내지 100 ㎚, 바람직하게는 약 1 내지 50 ㎚의 두께를 가질 수도 있다. 제 2 전자 수송층 (6b) 은, 예를 들어, 진공 증기 증착법에 의해 형성된다.
전자 수송 영역 (6) 은 반드시 2개의 유기화합물 함유층으로 형성될 필요는 없으며, 3개 이상의 유기화합물 함유층으로 형성될 수도 있다.
음극 계면 영역 (7) 은 음극 (8) 으로부터 제 2 전자 수송층 (6b) 음극 (8) 으로부터 제 2 전자 수송층 (6b) 으로의 전자주입능력을 향상시키는 역할 및 음극 (8) 과 전자 수송 영역 (6) 사이의 밀착성을 향상시키는 역할을 갖는다. 음극 계면 영역 (7) 의 재료는 상술한 특성들을 부여하는 한 특정하게 제한되지는 않으며, 공지된 재료가 사용될 수도 있다. 구체적으로, 음극 계면 영역 (7) 의 재료의 예는 불화리튬, 산화리튬, 불화마그네슘, 불화칼슘, 불화스트론튬, 불화바륨 등의 알칼리 금속 또는 알칼리토금속의 불화물, 산화물, 염화물 및 황화물을 포함한다. 음극 계면 영역 (7) 은 단일 재료 또는 복수의 재료로 형성될 수도 있다. 음극 계면 영역 (7) 은 약 0.1 ㎚ 내지 10 ㎚, 바람직하게는 0.3 ㎚ 내지 3 ㎚의 두께를 가질 수도 있다. 음극 계면 영역 (7) 은 영역 (7) 의 전체에 걸쳐 균일한 두께를 가질 수도 있으며, 불균일한 두께를 가질 수도 있다. 음극 계면 영역 (7) 은 섬모양 (island-shape) 일 수도 있다. 음극 계면 영역 (7) 은, 예를 들어, 진공 증기 증착법에 의해 형성된다.
음극 (8) 은 음극 계면 영역 (7) 에 전자를 주입하는 역할을 갖는다. 음극 (8) 에 사용할 수 있는 재료는 전기저항이 작고 또한 일함수가 낮은 임의의 재료일 수도 있으며, 예를 들어, 금속, 합금, 전기전도성 화합물 및 이들의 혼합물 등 임의의 종류일 수도 있다. 음극 (8) 용 재료의 예로는, 금, 은, 구리, 알루미늄, 인듐, 칼슘, 주석 등의 금속; 알루미늄-칼슘 합금, 알루미늄-리튬 합금 등의 알루미늄 합금, 혹은 마그네슘-은 합금, 마그네슘-인듐 합금 등의 마그네슘 합금과 같은 합금들을 포함한다. 음극 (8) 용 재료는 또한, 양극 (2) 용 재료로서 상기 열거한 재료일 수도 있다. 음극 (8) 은 단일 재료 또는 복수의 재료로 형성될 수도 있다. 음극 (8) 은 약 5 ㎚ 내지 1 ㎛, 바람직하게는 10 ㎚ 내지 500 ㎚의 두께를 가질 수도 있다. 음극 (8) 은, 예를 들어, 진공 증기 증착법, 스퍼터링법, 이온도금법 또는 전자빔 증기증착법에 의해 형성된다.
양극 (2) 및 음극 (8) 중에, 발광 영역 (5) 보다 빛이 획득되는 영역으로부터 가까운 쪽에 위치한 전극, 즉, 발광 영역 (5) 보다 유기 전계 발광 소자의 광출사면에 가까이 위치하는 전극은, 투명하거나 반투명한 것이 요구된다. 투명 또는 반투명 전극은 가시광선영역에서 10 % 이상의 광투과율을 갖는 것이 바람직하다. 도 1에 나타낸 유기 전계 발광 소자는, 본 발명의 실시형태의 일례이며, 본 발명은 그 요지를 벗어나지 않는 한, 도 1에 도시된 유기 전계 발광 소자로만 한정되지 않는다. 예를 들어, 유기 전계 발광 소자는 기판 (1) 상에 다음의 항목 (1) 내지 (4) 에 열거된 층들을 가질 수도 있다. 항목 (1) 내지 (4) 에 나타낸 층들은 기판 (1) 상에 좌로부터의 순서로 또는 우로부터의 순서로 형성될 수도 있다.
(1) 양극/홀 주입 영역/발광 영역/전자 수송 영역/음극 계면 영역/음극
(2) 양극/홀 주입 영역/홀 수송 영역/발광 영역/전자 수송 영역/음극
(3) 양극/발광 영역/전자 수송 영역/음극 계면 영역/음극
(4) 양극/발광 영역/전자 수송 영역/음극
실시예
이하, 본 발명을 실시예를 이용하여 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예로만 한정되어 해석되지 않는다는 것이 명백하다.
[ 실시예 1]
기판 (1) 으로서 투명한 유리기판을 사용했다. 기판 (1) 상에는 양극 (2) 을 형성했다. 양극 (2) 은 190 ㎚의 두께를 갖는 ITO 로 형성했다. 유기층을 증착하기 전의 기판세정을 위해, 기판 (1) 을 알칼리세정하고, 다음으로 순수세정하고, 건조한 후, 자외선 오존 세정을 했다. 기판 (1) 을 진공증착장치로 옮기고, 기판 (1) 상에 형성한 ITO 상에, 화학식 1에 나타낸 CuPc을, 카본 도가니에서 증착속도 0.1 ㎚/초, 진공도 약 5.0×10-5 Pa로 증착하고, 두께 10 ㎚의 홀 주입 영역 (3) 을 형성하였다.
화학식 1
홀 주입 영역 (3) 상에 화학식 2에 나타낸 트리페닐아민 4량체를 카본 도가니에서 증착속도 0.1 ㎚/초, 진공도 약 5.0×10-5 Pa로 증착하고, 두께 10 ㎚의 홀 수송 영역 (4) 을 형성하였다. 트리페닐아민의 4량체는 홀 주입 영역 (3) 의 재료인 CuPc의 전자 이동도 보다 높은 전자 이동도를 갖는다. 전자 이동도를 측정하기 위해, 측정될 하나의 재료만으로 구성된 박막을 형성하였고, TOF법에 따라 측정을 하였다.
화학식 2
홀 수송 영역 (4) 상에 화학식 3에 나타낸 DPVBi (발광색: 파란색) 을 증착속도 0.1 ㎚/초, 진공도 약 5.0×10-5 Pa로 증착하고, 두께 30 ㎚의 발광 영역 (5) 을 형성하였다. TOF법에 따른 홀 이동도 및 전자 이동도의 측정으로부터, DPVBi는 홀 수송성 재료임이 판명되었다. DPVBi 는 홀 수송 영역 (4) 의 재료인 트리페닐아민의 4량체의 전자 이동도 보다 높은 전자 이동도를 갖는다.
화학식 3
발광 영역 (5) 상에 제 1 전자 수송층 (6a) 및 제 2 전자 수송층 (6b) 으로 구성되는 전자 수송 영역 (6) 을 형성했다. 제 1 전자 수송층 (6a) 및 제 2 전자 수송층 (6b) 은 발광 영역 (5) 상에 이 순서대로 배열된다. 제 1 전자 수송층 (6a)은 퀴놀리놀라토 금속 착물인 화학식 4에 나타낸 Alq3을, 카본 도가니에서 증착속도 0.01 ㎚/초, 진공도 약 5.0×10-5 Pa로 증기증착에 의해 형성하여, 두께 4.0 ㎚을 갖는다. Alq3는 발광 영역 (5) 의 재료인 DPVBi의 전자 이동도 보다 높은 전자 이동도를 갖는다.
화학식 4
제 2 전자 수송층 (6b) 은 실롤 유도체인, 화학식 5에 나타낸 2,5-비스(6'-(2',2"-비피리딜))-1,1-다이메틸-3,4-다이페닐실롤 (ETM) 을 카본 도가니에서 증착속도 0.1 ㎚/초, 진공도 약 5.0×10-5 Pa로 증기증착에 의해 형성하여, 두께 15 ㎚을 갖는다.
화학식 5
제 1 전자 수송층 (6a) 을 형성하는 Alq3과 제 2 전자 수송층 (6b) 을 형성하는 ETM의 전자 이동도를 비교하면, ETM이 전자 이동도가 높다.
제 2 전자 수송층 (6b) 의 형성을 완료한 후, 불화리튬을 카본 도가니에서 증착속도 0.03 ㎚/초, 진공도 약 5.0×10-5 Pa로 증착하고, 두께 0.5 ㎚의 음극 계면 영역 (7) 을 형성했다. 이어서, 그 상부에 알루미늄을 텅스텐 보트에서 증착속도 1 ㎚/초, 진공도 약 5.0×10-5 Pa로 증착하고, 두께 100 ㎚의 음극 (8) 을 형성했다.
[ 비교예 1]
비교예 1에서는, 홀 주입 영역 (3) 을 TPTE로 형성하고, 홀 수송 영역 (4) 을 CuPc로부터 형성하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 같은 방법으로 소자를 제조했다. 홀 주입 영역 (3) 은 카본 도가니에서 증착속도 0.1 ㎚/초, 진공도 약 5.0×10-5 Pa로 TPTE를 증기증착에 의해 형성하여, 두께 10.0 ㎚을 갖는다. 홀 수송 영역 (4) 은 카본 도가니에서 증착속도 0.1 ㎚/초, 진공도 약 5.0×10-5 Pa로 CuPc를 증기증착에 의해 형성하여, 두께 10.0 ㎚을 갖는다. CuPc는 TPTE보다 낮은 전자 이동도를 갖는다.
[ 비교예 2]
비교예 2에서는, 제 1 전자 수송층 (6a) 을 ETM으로 형성하고, 제 2 전자 수송층 (6b) 을 Alq3으로 형성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 같은 방법으로 소자를 제조했다. 제 1 전자 수송층 (6a) 은 카본 도가니에서 증착속도 0.1 ㎚/초, 진공도 약 5.0 Pa로 ETM을 증기증착에 의해 형성하여, 두께 4.0 ㎚을 갖는다. 제 2 전자 수송층 (6b) 은 카본 도가니에서 증착속도 0.1 ㎚/초, 진공도 약 5.0×10-5 Pa로 Alq3를 증기증착에 의해 형성하여, 두께 15 ㎚을 갖는다. Alq3는 ETM보다 낮은 전자 이동도를 갖는다.
[ 비교예 3]
비교예 3에서는, 발광 영역 (5) 을 Alq3로 형성하고, 제 1 전자 수송층 (6a) 을 DPVBi로 형성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 같은 방법으로 소자를 제조했다. 발광 영역 (5) 은 카본 도가니에서 증착속도 0.1 ㎚/초, 진공도 약 5.0×10-5 Pa로 Alq3를 증기증착에 의해 형성하여, 두께 30 ㎚을 갖는다. 제 1 전자 수송층 (6a) 은 카본 도가니에서 증착속도 0.1 ㎚/초, 진공도 약 5.0 Pa로 DPVBi를 증기증착에 의해 형성하여, 두께 4.0 ㎚을 갖는다. DPVBi는 Alq3보다 낮은 전자 이동도를 갖는다.
표 1은 실시예 1 및 비교예 1 내지 비교예 3의 각각의 유기 전계 발광 소자의 휘도 1000 ㏅/㎡에서의 전력효율, 전류효율, 색도 x, 색도 y 및 초기 휘도 반감 수명의 측정결과를 나타낸다. 휘도 및 색도는 휘도측정기 (주식회사 탑콘의 휘도계 BM7) 를 사용하여 측정했다. 초기 휘도 반감 수명은, 일정한 전류를 유기 전계 발광 소자에 계속해서 인가해주었을 때, 유기 전계 발광 소자의 휘도가 초기휘도 2400 ㏅/㎡의 반 정도가 될 때까지 요하는 시간을 나타낸다.
표 1
(평가)
일반적으로, 유기물을 흐르는 전류는 유기물중의 공간전하에 의해 영향을 받는 것으로 생각된다. 서로 인접하는 임의의 2개의 유기층은 양극측에 위치하는 유기층의 전자 이동도가 음극측에 위치하는 나머지 유기층의 전자 이동도보다 높도록 배열되어 있는 경우, 유기물중의 공간전하가 흐트러지고, 그에 의해 전체 유기층의 이동도가 감소하고, 발광효율이 저하하는 것으로 생각된다. 또한, 발광효율이 저하되는 경우, 소정 휘도를 달성하기 위해 많은 양의 전류가 필요하고, 이로 인해 초기 휘도 반감 수명이 짧아지는 것으로 생각된다. 비교예 1의 유기 전계 발광 소자에서, 홀 수송 영역 (4) 을 형성하는 CuPc는 양극측에 인접하는 홀 주입 영역 (3) 을 형성하는 TPTE의 전자 이동도보다 낮은 전자 이동도를 가지며; 비교예 2의 유기 전계 발광 소자에서는, 제 2 전자 수송층 (6b) 을 형성하는 Alq3는 양극측에 인접하는 제 1 전자 수송층 (6a) 을 형성하는 ETM의 전자 이동도보다 낮은 전자 이동도를 가지며; 그리고 비교예 3의 유기 전계 발광 소자에서는, 제 1 전자 수송층 (6a) 을 형성하는 DPVBi는 양극측에 인접하는 발광 영역 (5) 을 형성하는 Alq3의 전자 이동도보다 낮은 전자 이동도를 갖는다. 그 때문에, 표 1에 나타난 바와 같이, 서로 인접하는 유기층의 전자 이동도보다 음극측에 위치하는 유기층쪽이 높은 전자 이동도를 갖도록 배열된 실시예 1의 유기 전계 발광 소자와 비교할 때, 비교예 1 내지 비교예 3의 유기 전계 발광 소자가 더 낮은 전력효율, 더 낮은 전류효율 및 더 짧은 초기 휘도 반감 수명을 갖는 것으로 생각된다.
[ 실시예 2 내지 실시예 7]
실시예 2 내지 실시예 7에서는, 제 1 전자 수송층 (6a) (Alq3) 의 두께를 각각 3.0 ㎚ (실시예 2), 2.5 ㎚ (실시예 3), 2.0 ㎚ (실시예 4), 1.5 ㎚ (실시예 5), 1.0 ㎚ (실시예 6) 및 0.5 ㎚ (실시예 7) 로 했다. 상기한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 소자를 준비했다.
[ 비교예 4]
비교예 4에서는, 제 1 전자 수송층 (6a) 을 형성하지 않고, 실시예 1과 같은 방법으로 소자 (5) 를 제조했다.
표 2는 실시예 1 내지 실시예 7 및 비교예 4의 유기 전계 발광 소자의 휘도 1000 ㏅/㎡에서의 전력효율, 전류효율, 색도 x, 색도 y 및 초기 휘도 반감 수명 (초기휘도 2400 ㏅/㎡) 의 측정결과를 나타낸다.
표 2
(평가)
표 2에 나타난 바와 같이, 제 1 전자 수송층 (6a) 을 Alq3로 형성한 실시예 1 내지 실시예 7의 유기 전계 발광 소자는 제 1 전자 수송층 (6a) 을 갖지 않는 비교예 4의 유기 전계 발광 소자에 비하여, 향상된 전력효율 및 전류효율을 갖는다. 일반적으로 전자 이동도가 높은 재료와 홀 이동도가 높은 재료가 서로 밀착되도록 배치되면, 엑시플렉스 또는 전하 이동 착물이 형성되기 쉽다고 생각되며, 또한, 유기 전계 발광 소자에 함유되어 있는 화합물이 엑시플렉스 또는 전하 이동 착물을 형성하고 있을 경우, 발광파장은 길어진다. 실시예 1~7의 유기 전계 발광 소자의 색도 y와 비교예 4의 유기 전계 발광 소자의 색도 y를 비교하면, 비교예 4의 유기 전계 발광 소자가 더 높은 색도 y를 갖는다. 청색발광소자에서의 더 높은 색도 y는 발광파장이 길어진다는 것을 의미한다. 이것으로부터, 비교예 4의 유기 전계 발광 소자에서는, 제 2 전자 수송층 (6b) 을 구성하는 ETM과 발광 영역 (5) 을 형성하는 DPVBi 사이의 계면 부근에서 엑시플렉스 또는 전하 이동 착물이 형성된 것으로 생각된다. 일반적으로, 엑시플렉스 또는 전계이동 착물로부터의 발광은 약하다. 그러나, 실시예 1 내지 실시예 7의 유기 전계 발광 소자에서는, 제 1 전자 수송층 (6a) 을 형성하는 Alq3와 발광 영역을 형성하는 DPVBi 사이의 계면 부근에 있어서 엑시플렉스 또는 전하 이동 착물의 형성이 억제되고, 또한, 퀴놀리놀라토 금속 착물인 Alq3 보다 전자 이동도가 높은 재료를 포함하는 유기화합물 함유층을 음극측에 배치함으로써, 전체 전자 수송 영역 (6) 의 전자 이동도가 높아진다. 이 때문에, 비교예 4의 유기 전계 발광 소자에 비해 실시예 1 내지 실시예 7의 유기 전계 발광 소자는 향상된 전력효율 및 전류효율을 갖는다. 특히, 제 1 전자 수송층 (6a) 이 0.5 ㎚ 내지 4㎚의 두께일 때 전력효율과 전류효율은 상당히 향상된다.
비교예 4의 유기 전계 발광 소자는 실시예 1 내지 7의 유기 전계 발광 소자 보다 더 짧은 초기 휘도 반감 수명을 갖는다. 그 이유는, 비교예 4의 유기 전계 발광 소자가 형성된 엑시플렉스 때문에 더 낮은 전류효율을 갖기 때문이다. 엑시플렉스가 형성되지 않는 실시예 1 내지 실시예 7의 유기 전계 발광 소자와 비교할 때, 비교예 4의 유기 전계 발광 소자는 소정의 휘도를 실현하기 위해 보다 많은 전류량을 필요로 한다. 일반적으로, 유기 전계 발광 소자에 흐르는 전류가 증가하면 초기 휘도 반감 수명은 짧아진다. 따라서, 비교예 4의 유기 전계 발광 소자는 실시예 1 내지 실시예 7의 유기 전계 발광 소자보다 초기 휘도 반감 수명이 짧은것으로 생각된다. 특히, 제 1 전자 수송층 (6a) 의 두께가 0.5㎚ 내지 4㎚일 때, 초기 휘도 반감 수명은 상당히 개선된다.
[ 실시예 8 내지 14]
실시예 8 내지 실시예 14에서는, 제 2 전자 수송층 (6b) 을 페난트롤린 유도체인 화학식 6에 의해 나타낸 바토쿠프로인으로 형성하였다는 것을 제외하고 실시예 1에서와 동일한 조건에서 소자를 제조하였다. 제 1 전자 수송층 (6a) 의 두께는, 실시예 8에서 4.0 ㎚, 실시예 9에서 3.0 ㎚, 실시예 10에서 2.5㎚, 실시예 11에서 2.0 ㎚, 실시예 12에서 1.5 ㎚, 실시예 13에서 1.0 ㎚ 및 실시예 14에서 0.5, ㎚였다.
화학식 6
[ 비교예 5]
비교예 5는 제 1 전자 수송층 (6a) 을 형성하지 않는 것을 제외하고, 실시예 8 내지 실시예 14와 같은 방법으로 소자를 제조하였다.
표 3은 실시예 8 내지 실시예 14 및 비교예 5의 유기 전계 발광 소자의 휘도 1000 ㏅/㎡에서의 전력효율, 전류효율, 색도 x, 색도 y 및 초기 휘도 반감 수명 (초기휘도 2400 ㏅/㎡) 를 측정한 결과를 나타낸다.
표 3
(평가)
표 3에 나타난 바와 같이, 제 1 전자 수송층 (6a) 을 Alq3로 형성한 실시예 8 내지 실시예 14의 유기 전계 발광 소자는 제 2 전자 수송층 (6b) 을 갖지 않는 비교예 5의 유기 전계 발광 소자에 비하여, 향상된 전력효율 및 전류효율을 갖는다. 실시예 8 내지 실시예 14의 유기 전계 발광 소자의 색도 y와 비교예 5의 유기 전계 발광 소자의 색도 y를 비교하면, 비교예 5의 유기 전계 발광 소자가 더 높은 색도 y를 갖는다. 청색발광소자에서 더 높은 색도 y는 발광파장이 길어졌다는 것을 의미한다. 이로부터, 비교예 5의 유기 전계 발광 소자에서는, 제 2 전자 수송층 (6b) 을 형성하는 바토쿠프로인과 발광 영역 (5) 을 형성하는 DPVBi가 엑시플렉스 또는 전하 이동 착물을 형성하고 있지만, 실시예 8 내지 실시예 14의 유기 전계 발광 소자에서는, 엑시플렉스 또는 전하 이동 착물의 형성이 억제되어, 그 결과 비교예 5의 유기 전계 발광 소자에 비해 실시예 8 내지 실시예 14의 유기 전계 발광 소자는 향상된 전력효율 및 전류효율을 갖는 것으로 생각된다. 특히, 제 1 전자 수송층 (6a) 이 0.5 ㎚ 내지 4 ㎚의 두께를 가질 때, 전력효율 및 전류효율은 상당히 향상되었다.
비교예 5의 유기 전계 발광 소자의 초기 휘도 반감 수명은, 실시예 8 내지 실시예 14의 유기 전계 발광 소자보다 짧다. 이는 비교예 5의 유기 전계 발광 소자가 형성된 엑시플렉스 때문에 더 낮은 전류효율을 갖기 때문이라고 생각된다. 엑시플렉스를 형성하지 않는 실시예 8 내지 실시예 14의 유기 전계 발광 소자와 비교하면, 소정의 휘도를 실현하는데 비교예 5의 유기 전계 발광 소자가 더 많은 전류량을 필요로 한다. 일반적으로, 유기 전계 발광 소자에 흐르는 전류의 양이 증가하면, 초기 휘도 반감 수명은 짧아진다. 따라서, 비교예 5의 유기 전계 발광 소자는 실시예 8 내지 실시예 14의 유기 전계 발광 소자보다 더 짧은 초기 휘도 반감 수명을 갖는 것으로 생각된다. 특히, 제 1 전자 수송층 (6a) 의 두께가 0.5 ㎚ 내지 4 ㎚일 때, 초기 휘도 반감 수명이 상당히 개선되었다.

Claims (9)

  1. 음극 및 양극; 및
    상기 음극과 양극의 사이에 제공된 복수의 유기화합물 함유층을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서,
    상기 복수의 유기화합물 함유층 중에 서로 인접하는 2개의 유기화합물 함유층에 관해서, 양극측에 위치하는 유기화합물 함유층은 음극측에 위치하는 유기화합물 함유층보다 낮은 전자 이동도를 갖는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 유기화합물 함유층은 제 1 유기화합물 함유층이며,
    상기 유기 전계 발광 소자는 상기 음극과 양극의 사이에 제공된 복수의 제 2 유기화합물 함유층을 구비하고, 상기 복수의 제 2 유기화합물 함유층 중 적어도 2층은 전자 수송 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 유기화합물 함유층 중 적어도 2층은 전자 수송 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 전자 수송 영역을 포함하는 유기화합물 함유층을 제외한 유기화합물 함유층들 중 적어도 하나는 홀 주입 영역, 홀 수송 영역 및 음극 계면 영역 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  5. 음극 및 양극; 및
    상기 음극과 양극의 사이에 제공된 발광 영역 및 전자 수송 영역을 포함하는 유기 전계 발광 소자로서,
    상기 발광 영역과 상기 전자 수송 영역은 서로 인접하고, 상기 전자 수송 영역은 복수의 유기화합물 함유층으로 구성되며, 상기 복수의 유기화합물 함유층 중 상기 발광 영역에 인접하는 유기화합물 함유층은 퀴놀리놀라토 금속 착물을 함유하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 발광 영역은 하나 또는 복수의 유기화합물 함유층을 포함하며,
    상기 발광 영역을 구성하는 하나의 유기화합물 함유층 또는 상기 발광 영역을 구성하는 복수의 유기화합물 함유층 중 가장 음극측에 위치하는 유기화합물 함유층은 홀 수송성 재료를 함유하고,
    상기 퀴놀리놀라토 금속 착물을 함유하는 상기 유기화합물 함유층은 제 1 유기화합물 함유층이며,
    상기 유기 전계 발광 소자는 상기 제 1 유기화합물 함유층과 상기 음극과의 사이에 위치하는 제 2 유기화합물 함유층을 더 구비하고,
    상기 제 2 유기화합물 함유층은 퀴놀리놀라토 금속 착물보다 전자 이동도가 높은 재료를 함유하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 퀴놀리놀라토 금속 착물보다 전자 이동도가 높은 재료는, 실롤 유도체 또는 페난트롤린 유도체인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 홀 수송성 재료는 디스티릴아릴렌 유도체인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  9. 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 퀴놀리놀라토 금속 착물을 함유하는 상기 유기화합물 함유층의 두께는 0.5 ㎚ 내지 4 ㎚인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
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