(57)【要約】      （修正有）【課題】高温条件下でも長時間、高い発光効率を維持し続けることが可能な有機ＥＬ素子を提供する。【解決手段】一対の陽極および陰極と、これらの陽極と陰極との間に挟持された有機発光機能層とを備えた有機電界発光素子で、有機発光機能層は、有機材料の多層構造体として構成されており、この多層構造体中の好ましくは正孔輸送層に置換基を有してもよい３環までのアリール基を有するトリビフェニルアミン誘導体および３環までのアリール基を有するトリスパラナフチルトリフェニルアミン誘導体の少なくとも一方が含有されている。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極と、
前記一対の電極間に挟持された有機材料の多層構造体として構成され、当該多層構造体中に下記一般式（１）で示される材料および一般式（２）で示される材料の少なくとも一方が含有された有機発光機能層とを備えた
有機電界発光素子。
【化１１】
2010186983.tif 000013
ただし一般式（１）中、
Ａｒ1〜Ａｒ3のそれぞれは、炭素数６以下のアルキル基または炭素より重い第１４族元素の有機化合物基で置換されても良い、フェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、およびアントラセニル基から選ばれた置換基であり、
Ｒ1〜Ｒ18のそれぞれは、水素、炭素数６以下のアルキル基、または炭素数６以下のアルキル基で置換されてもよいフェニル基である。
ただし、Ｒ2およびＲ5、Ｒ8およびＲ11のそれぞれの置換基のうちの少なくとも一つは、水素以外の置換基である。
また一般式（２）中、
Ｒ1〜Ｒ33のそれぞれは、水素、炭素数６以下のアルキル基、および炭素数６以下のアルキル基または炭素より重い第１４族元素の有機化合物基で置換されても良い、フェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、アントラセニル基から選ばれた置換基である。
【請求項２】
前記一般式（１）で示される材料は、下記構造式（１）-1の化合物である
請求項1記載の有機電界発光素子。
【化１２】
2010186983.tif 000014
【請求項３】
前記一般式（１）で示される材料は、下記構造式（１）-22の化合物である
請求項1記載の有機電界発光素子。
【化１３】
2010186983.tif 000015
【請求項４】
前記一般式（２）で示される材料は、下記構造式（２）-1の化合物である
請求項１記載の有機電界発光素子。
【化１４】
2010186983.tif 000016
【請求項５】
前記一般式（２）で示される材料は、下記構造式（２）-18の化合物である
請求項1記載の有機電界発光素子。
【化１５】
2010186983.tif 000017
【請求項６】
前記一般式（１）で示される材料および一般式（２）で示される材料は、前記有機発光機能層における正孔輸送層に含有されている
請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項７】
一対の電極間に挟持された有機材料の多層構造体中に下記一般式（１）で示される材料および一般式（２）で示される材料の少なくとも一方が含有された有機発光機能層を備えた有機電界発光素子を、基板上に配列形成してなる
表示装置。
【化１６】
2010186983.tif 000018
ただし一般式（１）中、
Ａｒ1〜Ａｒ3あるいは、Ｒ1〜Ｒ18のそれぞれは、炭素数６以下のアルキル基または炭素より重い第１４族元素の有機化合物基で置換されても良い、フェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、およびアントラセニル基から選ばれた置換基であり、
Ｒ1〜Ｒ18のそれぞれは、水素、炭素数６以下のアルキル基、または炭素数６以下のアルキル基で置換されてもよいフェニル基である。
ただし、Ｒ2およびＲ5、Ｒ8およびＲ11のそれぞれの置換基のうちの少なくとも一つは、水素以外の置換基である。
また一般式（２）中、
Ｒ1〜Ｒ33のそれぞれは、水素、炭素数６以下のアルキル基、および炭素数６以下のアルキル基または炭素より重い第１４族元素の有機化合物基で置換されても良い、フェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、アントラセニル基から選ばれた置換基である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機電界発光素子および表示装置に関し、特には耐熱性の良好な有機電界発光素子およびこれを用いた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機材料のエレクトロルミネッセンス(electroluminescence）を利用した有機電界発光素子（いわゆる有機ＥＬ素子）は、陽極と陰極との間に発光層を備えた有機発光機能層を設けてなり、低電圧直流駆動による高輝度発光が可能な発光素子として注目されている。このような有機電界発光素子においては、有機発光機能層の構成を各種の役割を各材料に分担した多層構造体としたことにより、飛躍的に特性の向上が図られた。
【０００３】
また長寿命、高輝度、かつ高効率な有機電界発光素子を実現するために、特に正孔輸送層にモノアミン化合物を含有させる構成が提案されており、幾つかの化合物を用いた構成においては室温中においての長寿命化、高輝度化かつ高効率化が確認されている(下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３５２０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、有機電界発光素子に対しては、高温条件下でも長時間、高い発光効率を維持し続けることが要求されている。
【０００６】
そこで本発明は、高温条件下でも長時間、高い発光効率を維持し続けることが可能な有機電界発光素子を提供すること、およびこの素子を用いた表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的を達成するための本発明の有機電界発光素子は、電極間に挟持された有機材料の多層構造体中に下記一般式（１）で示される材料および一般式（２）で示される材料の少なくとも一方が含有された有機発光機能層を備えたことを特徴としている。特にこれらの材料は有機発光機能層における正孔輸送層に含有されたものである。
【０００８】
【化１】
2010186983.tif 000002
【０００９】
ただし一般式（１）中、Ａｒ1〜Ａｒ3は、それぞれが個別に、フェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、およびアントラセニル基から選ばれた置換基である。これらの基は、炭素数６以下のアルキル基、または炭素より重い第１４族元素の有機化合物基で置換されても良い。
【００１０】
また一般式（１）中のＲ1〜Ｒ18は、それぞれが個別に、水素、炭素数６以下のアルキル基、または炭素数６以下のアルキル基で置換されてもよいフェニル基である。ただし、Ａｒ1〜Ａｒ3の全てが無置換またはアルキル基で置換された置換基である場合、Ｒ2およびＲ5、Ｒ8およびＲ11のそれぞれの置換基のうちの少なくとも一つは、水素以外の置換基である。
【００１１】
さらに一般式（２）中、Ｒ1〜Ｒ33は、それぞれが個別に、水素、炭素数６以下のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、アントラセニル基から選ばれた置換基である。これらの基は、炭素数６以下のアルキル基、または炭素より重い第１４族元素の有機化合物基で置換されても良い。
【００１２】
以上のような一般式（１）の材料の具体例として、下記構造式（１）-1〜（１）-41に示す化合物が例示される。
【００１３】
先ず構造式（１）-1〜（１）-21に示す化合物は、一般式（１）中のＡｒ1〜Ａｒ3を、炭素数６以下のアルキル基で置換されても良い、フェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、およびアントラセニル基から選ばれた置換基とした例である。
【００１４】
【化２】
2010186983.tif 000003
【００１５】
次に構造式（１）-22〜（１）-41に示す化合物は、一般式（１）中のＡｒ1〜Ａｒ3の何れかを、それぞれ個別に炭素より重い第１４族元素の有機化合物基で置換されたフェニル基などの置換基とした化合物である。尚、炭素より重い第１４族元素は、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、またはスズ（Ｓｎ）である。
【００１６】
【化３】
2010186983.tif 000004
【００１７】
以上のように一般式（1）中の、炭素より重い第１４族元素の有機化合物基は、炭素数６以下のアルキル基かまたは炭素数６以下のアルキル基で置換されてもよいフェニル基を有している。さらに炭素より重い第１４族元素に結合された基同士が連結し合っていても良い。またＡｒ1〜Ａｒ3あるいは、Ｒ1〜Ｒ18の少なくとも１つが、第１４族元素のうちシリコン元素の有機化合物で置換された置換基である場合、Ｒ2およびＲ5、Ｒ8およびＲ11のそれぞれの置換基のうちの少なくとも一つは、水素以外の置換基である。特に、第１４族元素のうちシリコン元素の有機化合物で置換された置換基は、Ａｒ1〜Ａｒ3の少なくとも１つを置換していることが好ましい。
【００１８】
また上述した一般式（２）の材料の具体例として、下記構造式（２）-1〜（２）-37に示す化合物が例示される。
【００１９】
先ず構造式（２）-1〜（２）-17に示す化合物は、一般式（２）中のＲ1〜Ｒ33を、水素、炭素数６以下のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、およびアントラセニル基から選ばれた置換基とした例である。
【００２０】
【化４】
2010186983.tif 000005
【００２１】
以上のように一般式（２）中のＲ9、Ｒ20、またはＲ31がβ水素の場合、それぞれのナフタレン骨格上のＲ4、Ｒ15、またはＲ26は、水素または炭素数６以下のアルキル基であることとする。
【００２２】
次に構造式（２）-18〜（２）-37に示す化合物は、一般式（２）中のＲ1〜Ｒ33の何れかを、炭素より重い第１４族元素の有機化合物基で置換されたフェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、およびアントラセニル基から選ばれた置換基とした例である。
【００２３】
【化５】
2010186983.tif 000006
【００２４】
以上のように一般式（２）中の有機化合物基は、炭素より重い第１４族元素に、炭素数６以下のアルキル基、それぞれ炭素数６以下のアルキル置換されてもよいフェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、アントラセニル基から選ばれた置換基が結合されていて良い。また、炭素より重い第１４族元素に結合された基同士が連結し合っていても良く、例えば構造式（１）-30等に示すように炭素より重い第１４族元素であるシリコン（Ｓｉ）に結合した炭素同士が連結して環を形成していても良い。またＲ9、Ｒ20、またはＲ31がβ水素の場合でかつ、第１４族元素がシリコン（Ｓｉ）の場合、それぞれのナフタレン骨格上のＲ4、Ｒ15、またはＲ26は、水素または炭素数６以下のアルキル基である。
【００２５】
このような構成の有機電界発光素子は、以降の実施例で示すように、高温条件下でも長時間、高い発光効率を維持し続けることが確認された。
【発明の効果】
【００２６】
したがって本発明によれば、高温条件下においても有機電界発光素子の発光効率の向上および長寿命化を図ることが可能になる。またこの有機電界発光素子を用いた表示装置の耐熱性の向上および表示特性の向上を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施形態の有機電界発光素子の断面図である。
【図２】実施形態の変形例の有機電界発光素子の断面図である。
【図３】実施形態の表示装置の回路構成の一例を示す図である。
【図４】本発明が適用される封止された構成のモジュール形状の表示装置を示す構成図である。
【図５】本発明が適用されるテレビを示す斜視図である。
【図６】本発明が適用されるデジタルカメラを示す図であり、（Ａ）は表側から見た斜視図、（Ｂ）は裏側から見た斜視図である。
【図７】本発明が適用されるノート型パーソナルコンピュータを示す斜視図である。
【図８】本発明が適用されるビデオカメラを示す斜視図である。
【図９】本発明が適用される携帯端末装置、例えば携帯電話機を示す図であり、（Ａ）は開いた状態での正面図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）は閉じた状態での正面図、（Ｄ）は左側面図、（Ｅ）は右側面図、（Ｆ）は上面図、（Ｇ）は下面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の各実施の形態を以下の順序で説明する。
１．有機電界発光素子の構成
２．表示装置の構成
【００２９】
≪１．有機電界発光素子の構成≫
図１は、本発明の有機電界発光素子を模式的に示す断面図である。この図に示す有機電界発光素子１は、基板３上に、陽極５、有機発光機能層７がこの順に積層され、さらに陰極界面層９を介して陰極１１が積層された構成となっている。このうち有機発光機能層７は、陽極５側から順に、例えば正孔注入層７ａ、正孔輸送層７ｂ、発光層７ｃ、および電子輸送層７ｄを積層した多層構造体として構成されている。
【００３０】
特に本発明においては、上記一般式（１）および一般式（２）で示される材料のうちの少なくとも一方が、有機発光機能層７を構成する多層構造体中に含有されているところが特徴的である。これらの材料は、有機発光機能層７を構成する多層構造体のうち、どの層に用いられても良いが、発光層７ｃよりも陽極５側の層に含まれることが好ましく、陽極５側における発光層７ｃの界面に直接接する層に含まれることがより好ましい。このため、本実施の形態においては、上記一般式（１）および一般式（２）で示される材料のうちの少なくとも一方が正孔輸送層７ｂに含まれている構成を説明する。
【００３１】
以下においては、このような積層構成の有機電界発光素子１が、基板３と反対側の金属材料を用いて構成された陰極１１側から光を取り出す上面発光型の素子として構成されていることとし、この場合の各層の詳細を基板３側から順に説明する。
【００３２】
＜基板＞
基板３は、その一主面側に有機電界発光素子１が配列形成される支持体であって、公知のものであって良く、例えば、石英、ガラス、金属箔、もしくは樹脂製のフィルムやシートなどが用いられるこの中でも石英やガラスが好ましく、樹脂製の場合には、その材質としてポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）に代表されるメタクリル樹脂類、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ)などのポリエステル類、もしくはポリカーボネート樹脂などが挙げられるが、透水性や透ガス性を抑える積層構造、表面処理を行うことが必要である。また、上部から光を取り出すトップエミッションの構造では、基板そのものに光透過性は必要なく、例えばＳｉ基板を用いても良く、アクティブ素子の場合には、Ｓｉ基板上に直接アクティブ素子を作り込み使用することも可能である。
【００３３】
＜陽極＞
陽極５には、効率良く正孔を注入するために電極材料の真空準位からの仕事関数が大きいもの、例えばアルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、モリブテン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）の金属及びその合金さらにはこれらの金属や合金の酸化物等、または、酸化スズ（ＳｎＯ2）とアンチモン（Ｓｂ）との合金、ＩＴＯ（インジウムチンオキシド）、ＩｎＺｎＯ（インジウ亜鉛オキシド）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）とアルミニウム（Ａｌ）との合金、さらにはこれらの金属や合金の酸化物等が、単独または混在させた状態で用いられる。
【００３４】
また、陽極５は、光反射性に優れた第１層と、この上部に設けられた光透過性を有すると共に仕事関数の大きい第２層との積層構造であっても良い。
【００３５】
ここで、第１層は、主にアルミニウムを主成分とする合金を用いることが好ましい。その副成分は、主成分であるアルミニウムよりも相対的に仕事関数が小さい元素を少なくとも一つ含むものでも良い。このような副成分としては、ランタノイド系列元素が好ましい。ランタノイド系列元素の仕事関数は、大きくないが、これらの元素を含むことで陽極の安定性が向上し、かつ陽極のホール注入性も満足する。また副成分として、ランタノイド系列元素の他に、シリコン（Ｓｉ）、銅（Ｃｕ）などの元素を含んでも良い。
【００３６】
第１層を構成するアルミニウム合金層における副成分の含有量は、例えば、アルミニウムを安定化させるＮｄやＮｉ、Ｔｉ等であれば、合計で約１０ｗｔ％以下であることが好ましい。これにより、アルミニウム合金層においての反射率を維持しつつ、有機電界発光素子の製造プロセスにおいてアルミニウム合金層を安定的に保ち、さらに加工精度および化学的安定性も得ることができる。また、陽極５の導電性および基板３との密着性も改善することが出来る。
【００３７】
また第２層は、アルミニウム合金の酸化物、モリブデンの酸化物、ジルコニウムの酸化物、クロムの酸化物、およびタンタルの酸化物の少なくとも一つからなる層を例示できる。ここで、例えば、第２層が副成分としてランタノイド系元素を含むアルミニウム合金の酸化物層（自然酸化膜を含む）である場合、ランタノイド系元素の酸化物の透過率が高いため、これを含む第２層の透過率が良好となる。このため、第１層の表面において、高反射率を維持することが可能である。さらに、第２層は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）などの透明導電層であっても良い。これらの導電層は、陽極５の電子注入特性を改善することができる。
【００３８】
また陽極５は、基板１１と接する側に、陽極５と基板３との間の密着性を向上させるための導電層を設けて良い。このような導電層としては、ＩＴＯやＩＺＯなどの透明導電層が挙げられる。
【００３９】
そして、この有機電界発光素子１を用いて構成される表示装置の駆動方式がアクティブマトリックス方式である場合には、陽極５は画素毎にパターニングされ、基板３に設けられた駆動用の薄膜トランジスタに接続された状態で設けられている。またこの場合、陽極５の上には、ここでの図示を省略したが絶縁膜が設けられ、この絶縁膜の開口部から各画素の陽極５の表面が露出されるように構成されていることとする。
【００４０】
＜正孔注入層＞
正孔注入層７ａは、陽極５から発光層７ｃへの正孔注入効率を高めるためのものである。このような正孔注入層７ａを構成する材料としては、例えば、ベンジジン、スチリルアミン、トリフェニルアミン、ポルフィリン、トリフェニレン、アザトリフェニレン、テトラシアノキノジメタン、トリアゾール、イミダゾール、オキサジアゾール、ポリアリールアルカン、フェニレンジアミン、アリールアミン、オキザゾール、アントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベンあるいはこれらの誘導体、または、ポリシラン系化合物、ビニルカルバゾール系化合物、チオフェン系化合物あるいはアニリン系化合物等の複素環式共役系のモノマー、オリゴマーあるいはポリマーを用いることができる。
【００４１】
また、正孔注入層７ａのさらに具体的な材料としては、α−ナフチルフェニルフェニレンジアミン、ポルフィリン、金属テトラフェニルポルフィリン、金属ナフタロシアニン、ヘキサシアノアザトリフェニレン、７,７,８,８−テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）、７,７,８,８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱ）、４、４、４−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン、Ｎ、Ｎ、Ｎ’、Ｎ’−テトラキス（ｐ−トリル）ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ、Ｎ、Ｎ’、Ｎ’−テトラフェニル−４、４’−ジアミノビフェニル、Ｎ−フェニルカルバゾール、４，４’−ビス（ｐ−トリルアミノ）スチルベン、ポリ（パラフェニレンビニレン）、ポリ（チオフェンビニレン）、ポリ（２、２’−チエニルピロール）等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。またこのような材料からなる正孔注入層７ａは積層構造であっても良い。
【００４２】
＜正孔輸送層＞
正孔輸送層７ｂは、陽極５側から発光層７ｃへの正孔注入効率を高めるためのものである。特に本発明においては、この正孔輸送層７ｂが上記一般式（１）および一般式（２）で示される材料のうちの少なくとも一方で構成されているところが特徴的であり、また以上のような材料を用いて構成される正孔輸送層７ｂは、積層構造であっても良い。
【００４３】
＜発光層＞
発光層７ｃは、陽極５と陰極１１とに対する電圧印加時に、陽極５側から注入された正孔と、陰極１１側から注入された電子とが再結合する領域である。本実施形態においては、従来公知のものから任意のものを選択して用いることができる。このような発光材料としては、例えば、多環縮合芳香族化合物、ベンゾオキサゾール系、ベンゾチアゾール系、ベンゾイミダゾール系などの蛍光増白剤、金属キレート化オキサノイド化合物、ジスチリルベンゼン系化合物などの薄膜形成性の良い化合物を用いることができる。ここで、上記多環縮合芳香族化合物としては、例えば、アントラセン、ナフタレン、フェナントレン、ピレン、クリセン、ペリレン骨格を含む縮合環発光物質や、約８個の縮合環を含む他の縮合環発光物質などを挙げることができる。具体的には、１，１，４，４−テトラフェニル−１，３−ブタジエン、４，４’−（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニルなどを用いることができる。この発光層は、これらの発光材料の１種又は２種以上からなる１層で構成されてもよいし、あるいは該発光層とは別種の化合物からなる発光層を積層したものであってもよい。
【００４４】
また、発光層７ｃは、正孔輸送性の発光層、電子輸送性の発光層、あるいは両電荷輸送性の発光層として有機電界発光素子１に設けられていても良い。
【００４５】
さらに発光層７ｃは、リン光発光材料とホスト材料とを含有する層であっても良い。尚、リン光発光材料を用いて発光層７ｃを構成した場合、正孔輸送層７ｂは、上記構造式（１）-22〜（１）-41および構造式（２）-18〜（２）-37で例示したように、炭素より重い第１４族元素の有機化合物基を有する材料で構成されていることが好ましい。
【００４６】
＜電子輸送層＞
電子輸送層７ｄは、陰極１１から注入される電子を発光層７ｃに輸送するためのものである。電子輸送層７ｄの材料としては、例えば、キノリン、ペリレン、フェナントロリン、スチリル、ピラジン、トリアゾール、オキサゾール、フラーレン、オキサジアゾール、フルオレノン、またはこれらの誘導体や金属錯体が挙げられる。具体的には、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（略称Ａｌｑ3 ）、アントラセン、ナフタレン、フェナントレン、ピレン、アントラセン、ペリレン、ブタジエン、クマリン、Ｃ６０、アクリジン、スチルベン、１，１０−フェナントロリンまたはこれらの誘導体や金属錯体が挙げられる。このような電子輸送層７ｄは積層構造であっても良い。
【００４７】
尚、以上のような積層構造体として構成される有機発光機能層７は。少なくとも発光層７ｃと、これに接して正孔輸送層７ｂが設けられていれば良く、その他必要に応じた積層構造を選択することができる。
【００４８】
＜電極界面層＞
電極界面層９は、電子注入層として用いられるものであり、仕事関数が小さく、かつ光透過性の良好な材料を用いて構成される。このような材料としては、例えばリチウム（Ｌｉ）の酸化物である酸化リチウム（Ｌｉ2Ｏ）や、セシウム（Ｃｓ）の複合酸化物である炭酸セシウム（Ｃｓ2ＣＯ3）、さらにはこれらの酸化物及び複合酸化物の混合物を用いることができる。また、電極界面層９は、このような材料に限定されることはなく、例えば、カルシウム（Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）等のアルカリ土類金属、リチウム、セシウム等のアルカリ金属、さらにはインジウム（Ｉｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）等の仕事関数の小さい金属、さらにはこれらの金属の酸化物及び複合酸化物、フッ化物等を、単体でまたはこれらの金属および酸化物及び複合酸化物、フッ化の混合物や合金として安定性を高めて使用しても良い。
【００４９】
＜陰極＞
陰極１１は、例えば金属材料を用いて構成されたもので、光透過性を有していることとする。またこの有機電界発光素子１が共振器構造で構成されている場合であれば、陰極１１は半透過半反射性を有する構成であることとする。これにより発光層７ｃで発生した光を色純度良好に有効に取りだすことが可能になる。
【００５０】
このような陰極１１は、例えば、ＭｇＡｇなどの光透過性を有する層を用いた薄膜により構成されている。この金属陰極層は、さらにアルミキノリン錯体、スチリルアミン誘導体、フタロシアニン誘導体等の有機発光材料を含有した混合層であっても良い。この場合には、さらに第３の層としてＭｇＡｇのような光透過性を有する層を別途有していてもよい。
【００５１】
このような陰極１１は、この有機電界発光素子１を用いて構成される表示装置がアクティブマトリックス方式である場合、有機発光機能層７等によって陽極５に対して絶縁された状態で基板３に形成され、各画素の共通電極として用いられる。
【００５２】
以上のように構成された有機電界発光素子１が、共振器構造となっている場合、上述のように半透過半反射性を有して構成された陰極１１の光反射面と、陽極５側の光反射面との間で多重干渉させた発光光が陰極１１側から取り出される。この場合、陽極５側の光反射面と陰極１１側の光反射面との間の光学的距離は、取り出したい光の波長によって規定され、この光学的距離を満たすように各層の膜厚が設定されていることとする。そして、このような上面発光型の有機電界発光素子においては、このキャビティ構造を積極的に用いることにより、外部への光取り出し効率の改善や発光スペクトルの制御を行うことが可能である。
【００５３】
ここで、以上において説明した陽極５〜陰極１１までの各層は、真空蒸着法、イオンビーム法（ＥＢ法）、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ法）、スパッタ法、Ｏrganic Ｖapor Ｐhase Ｄeposition（ＯＶＰＤ）法などのドライプロセスによって形成できる。
【００５４】
また、特に有機材料からなる有機発光機能層７であれば、以上の方法に加えてレーザー転写法、スピンコート法、ディッピング法、ドクターブレード法、吐出コート法、スプレーコート法などの塗布法、インクジェット法、オフセット印刷法、凸版印刷法、凹版印刷法、スクリーン印刷法、マイクログラビアコート法などの印刷法などのウエットプロセスによる形成も可能であり、各有機層や各部材の性質に応じて、ドライプロセスとウエットプロセスを併用しても構わない。
【００５５】
さらに、各層をパターン形成する場合であれば、例えばマスクを用いた蒸着法や転写法を適用することができる。
【００５６】
以上のように構成された本発明の有機電界発光素子１は、以降の実施例で示すように、高温条件下でも長時間、高い発光効率を維持し続けることが確認された。
【００５７】
尚、以上の実施形態で示した陽極５−陰極１１間の積層構成はあくまでも一例であり、陽極５、陰極１１、および発光層７ｃ以外の各層は、必要に応じて省略しても良く、また新たな機能層を追加することができる。
【００５８】
例えば図２に示す有機電界発光素子１’のように、有機発光機能層７’は正孔注入層（７ａ）が省略されても良く、さらに発光層７ｃと電子輸送層７ｄとの間に正孔ブロッキング層７ｄ’を設けても良い。正孔ブロック層７ｄ’は、発光層７ｃから陰極１１側への正孔の移動を阻止するための層であり、これを設けることによって発光層７ｃ内における正孔密度の低下が防止される。
【００５９】
このような有機電界発光素子１’は、特にリン光発光材料含有する発光層７ｃを設けた構成への適用が好ましい。
【００６０】
ここで、リン光発光性の発光層７ｃを有する有機電界発光素子１，１’では、発光層７ｃから正孔輸送層７ｂ側に拡散した三重項エネルギー（励起エネルギー）が素子の劣化に寄与している場合がある（例えば「IEEE PHOTO. TECHN. LETT. 20」,(16),2008年参照）。ところが、正孔輸送層７ｂに拡散した励起エネルギーの外部の系への散逸が十分でなかったため、励起エネルギーが素子内に蓄積し、素子寿命を延長させることが困難であった。そこで、正孔輸送層７ｂに、炭素より重い第１４族元素を含有させることにより、以降の実施例で示すように高耐熱性と長寿命を併せ持ったリン光素子が得られることが分かった。
【００６１】
また以上の実施形態においては、有機電界発光素子が上面発光型である場合を例示して本発明を詳細に説明した。しかしながら、本発明の有機電界発光素子は、上面発光型への適用に限定されるものではなく、陽極５と陰極１１との間に少なくとも発光層７ｃを有する有機発光機能層７を狭持してなる構成に広く適用可能である。したがって、基板３側から順に、陰極１１、陰極界面層９、有機発光機能層７、陽極５を順次積層した構成のものや、基板３側に位置する電極（陰極または陽極としての下部電極）を透明材料で構成し、基板と反対側に位置する電極（陰極または陽極としての上部電極）を反射材料で構成することによって、下部電極側からのみ光を取り出すようにした、下面発光型（いわゆる透過型）の有機電界発光素子にも適用可能である。
【００６２】
≪２．表示装置の構成≫
図３は、上述した有機電界発光素子１を用いて構成される表示装置の一例を示す回路構成図である。ここでは、有機電界発光素子１を用いたアクティブマトリックス方式の表示装置２１に本発明を適用した実施形態を説明する。
【００６３】
この図に示すように、この表示装置２１の基板３上には、表示領域３ａとその周辺領域３ｂとが設定されている。表示領域３ａには、複数の走査線２３と複数の信号線２４とが縦横に配線されており、それぞれの交差部に対応して１つの画素が設けられた画素アレイ部として構成されている。また周辺領域３ｂには、走査線２３を走査駆動する走査線駆動回路２５と、輝度情報に応じた映像信号（すなわち入力信号）を信号線２４に供給する信号線駆動回路２６とが配置されている。 
【００６４】
走査線２３と信号線２４との各交差部に設けられる画素回路は、例えばスイッチング用の薄膜トランジスタＴｒ１、駆動用の薄膜トランジスタＴｒ２、保持容量Ｃｓ、および図１を用いて説明した構成の有機電界発光素子１で構成されている。そして、走査線駆動回路２５の駆動により、スイッチング用の薄膜トランジスタＴｒ１を介して信号線２４から書き込まれた映像信号が保持容量Ｃｓに保持される。また、保持された信号量に応じた電流が駆動用の薄膜トランジスタＴｒ２から有機電界発光素子１の陽極５に供給され、この電流値に応じた輝度で有機電界発光素子１が発光する構成となっている。尚、駆動用の薄膜トランジスタＴｒ２と保持容量Ｃｓとは、共通の電源供給線（Ｖｃｃ）２７に接続されている。また有機電界発光素子１の陰極１１は、全画素に共通の電極として設けられＧＮＤに接続されている。
【００６５】
尚、以上のような画素回路の構成は、あくまでも一例であり、必要に応じて画素回路内に容量素子を設けたり、さらに複数のトランジスタを設けて画素回路を構成しても良い。また、周辺領域３ｂには、画素回路の変更に応じて必要な駆動回路が追加される。
【００６６】
また以上説明した本発明に係る表示装置２１は、図４に開示したような、封止された構成のモジュール形状のものをも含む。例えば、画素アレイ部である表示領域３ａを囲むようにシーリング部３１が設けられ、このシーリング部３１を接着剤として、透明なガラス等の対向部（封止基板３３）に貼り付けられ形成された表示モジュールが該当する。この透明な封止基板３３には、カラーフィルタ、保護膜、遮光膜等が設けられてもよい。尚、表示領域３ａが形成された表示モジュールとしての基板３には、外部から表示領域３ａ（画素アレイ部）への信号等を入出力するためのフレキシブルプリント基板３５が設けられていても良い。
【００６７】
以上のような構成の表示装置２１は、高温条件下でも長時間、高い発光効率を維持し続ける有機電界発光素子1を用いて構成されているため、耐熱性の向上および表示特性の向上が図られたものとなる。
【００６８】
尚、以上の実施形態においては、アクティブマトリックス型の表示装置に本発明を適用した実施形態を説明した。しかしながら、本発明の表示装置は、パッシブマトリックス型の表示装置への適用も可能であり、同様の効果を得ることができる。また有機電界発光素子１は、例えば図２を用いて説明した有機電界発光素子１’であっても良い。
【００６９】
≪適用例≫
以上説明した本発明に係る表示装置は、図５〜図９に示す様々な電子機器における表示部として設けられる。例えば、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置、ビデオカメラなど、電子機器に入力された映像信号、さらに電子機器内で生成した映像信号を表示するあらゆる分野の電子機器における表示部に適用することが可能である。以下に、本発明が適用される電子機器の一例について説明する。
【００７０】
図５は、本発明が適用されるテレビを示す斜視図である。本適用例に係るテレビは、フロントパネル１０２やフィルターガラス１０３等から構成される映像表示画面部１０１を含み、その映像表示画面部１０１として本発明に係る表示装置を用いることにより作製される。
【００７１】
図６は、本発明が適用されるデジタルカメラを示す図であり、（Ａ）は表側から見た斜視図、（Ｂ）は裏側から見た斜視図である。本適用例に係るデジタルカメラは、フラッシュ用の発光部１１１、表示部１１２、メニュースイッチ１１３、シャッターボタン１１４等を含み、その表示部１１２として本発明に係る表示装置を用いることにより作製される。
【００７２】
図７は、本発明が適用されるノート型パーソナルコンピュータを示す斜視図である。本適用例に係るノート型パーソナルコンピュータは、本体１２１に、文字等を入力するとき操作されるキーボード１２２、画像を表示する表示部１２３等を含み、その表示部１２３として本発明に係る表示装置を用いることにより作製される。 
【００７３】
図８は、本発明が適用されるビデオカメラを示す斜視図である。本適用例に係るビデオカメラは、本体部１３１、前方を向いた側面に被写体撮影用のレンズ１３２、撮影時のスタート／ストップスイッチ１３３、表示部１３４等を含み、その表示部１３４として本発明に係る表示装置を用いることにより作製される。
【００７４】
図９は、本発明が適用される携帯端末装置、例えば携帯電話機を示す図であり、（Ａ）は開いた状態での正面図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）は閉じた状態での正面図、（Ｄ）は左側面図、（Ｅ）は右側面図、（Ｆ）は上面図、（Ｇ）は下面図である。本適用例に係る携帯電話機は、上側筐体１４１、下側筐体１４２、連結部（ここではヒンジ部）１４３、ディスプレイ１４４、サブディスプレイ１４５、ピクチャーライト１４６、カメラ１４７等を含み、そのディスプレイ１４４やサブディスプレイ１４５として本発明に係る表示装置を用いることにより作製される。
【実施例】
【００７５】
＜実施例１，２および比較例１〜３＞
以下のようにして図1を用いて説明した構成の有機電界発光素子1を作製した。
【００７６】
先ず、３０ｍｍ×３０ｍｍのガラス板からなる基板３上に、陽極５として膜厚が１９０ｎｍのＡｇ合金（反射層）上に１２．５ｎｍのＩＴＯ透明電極を積層成膜し、上面発光用の有機電界発光素子用のセルを作製した。
【００７７】
次に、正孔注入層７ａとしてｍ−ＭＴＤＡＴＡ［4、4'、4”−トリス（フェニル−ｍ−トリルアミノ）トリフェニルアミン］よりなる膜を１２ｎｍの膜厚（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／ｓｅｃ）で蒸着成膜した。
【００７８】
次いで、各実施例１，２および比較例１〜３において、正孔輸送層７ｂとして下記に示すそれぞれの材料よりなる膜を１２ｎｍの膜厚（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／ｓｅｃ）で蒸着成膜した。尚、実施例１，２で用いた構造式（１）-1、構造式（２）-1の材料は、一般式（１）および一般式（２）の材料であり、比較例１〜３で用いた化合物（１）〜化合物（３）は一般式（１）および一般式（２）から外れた材料である。尚、比較例２で用いた化合物（２）は、ｍＴＴＡ［Tris-(m-terphenylyl)amine］である。また比較例３で用いた化合物（３）は、α−ＮＰＤ［Ｎ、Ｎ’−ビス（１−ナフチル）−Ｎ、Ｎ’−ジフェニル[１、１’-ビフェニル]−４、４’―ジアミン］であり、正孔輸送材料として一般的に用いられる化合物である。
【００７９】
【化６】
2010186983.tif 000007
【００８０】
次に、発光層７ｃとして、下記化合物Ｈ１からなるホスト材料中に、下記化合物Ｄ１からなるドーパント材料を５％の濃度でドープした膜を、３０ｎｍの膜厚で蒸着成膜した。ここでは化合物Ｈ１と化合物Ｄ１とを共蒸着した。尚、化合物Ｄ１は、青の発光性ドーパント材料である。
【００８１】
【化７】
2010186983.tif 000008
【００８２】
次に、電子輸送層７ｄとして、Ａｌｑ３［トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム］を３０ｎｍの膜厚で蒸着成膜した。
【００８３】
その後、陰極界面層９としてフッ化リチウムを１ｎｍの膜厚で蒸着成膜し、さらに陰極１１としてＭｇＡｇを１２ｎｍの膜厚で蒸着成膜し、実施例１，２および比較例１〜３の各有機電界発光素子を作製した。
【００８４】
以上の実施例１、２、比較例１〜３で作製した各有機電界発光素子について、電流密度１０ｍＡ/ｃｍ2での駆動時における電流効率［ｃｄ／Ａ］を測定した。また、５０℃ｄｕｔｙ２５％で５０ｍＡ／ｃｍ2の負荷の定電流駆動を行った際の初期輝度１が０．５まで変化する時間を、輝度半減寿命［時間］として測定した。さらに、実施例１，２および比較例１〜３で作製した各有機電界発光素子を、１２０℃で１時間加熱し、その後の上記と同様に電流効率［ｃｄ／Ａ］および輝度半減寿命［時間］を測定した。以上の測定結果を下記表１に示す。
【００８５】
【表１】
2010186983.tif 000009
【００８６】
上記表１に示すように、構造式（１）-1および構造式（２）-1の材料を用いて正孔輸送層７ｂを構成した実施例１，２の有機電界発光素子は、比較例１〜３よりも加熱後の電流効率および輝度半減寿命の低下が小さく抑えられることが確認された。
【００８７】
ここで、実施例1で用いた構造式（１）-1の材料は、比較例２で用いた化合物（２）［ｍＴＴＡ：Tris-(m-terphenylyl)amine］のフェニル置換体である。また実施例２で用いた構造式（２）-1の材料は、比較例２で用いた化合物（２）のベンゼン環縮合体である。このことから、有機発光機能層を構成する材料として従来知られているアミン系材料［化合物（２）のｍＴＴＡ］のフェニル置換およびベンゼン環縮環によって加熱後の効率・寿命特性に大きな向上が認められることが分かった。
【００８８】
これに対して、比較例１で用いた化合物（１）も、比較例２で用いた化合物（２）のフェニル置換体である。ところが、比較例１の有機電界発光素子は、加熱後の電流効率は実施例１に対して３２％低下しており、輝度半減寿命も５７％低下している。このことからすれば、単なる化合物（２）［ｍＴＴＡ］のフェニル置換およびベンゼン環縮環では、耐熱性の向上が見込まれないことが明らかである。
【００８９】
以上から、本発明を適用することにより、高温条件下においての有機電界発光素子の発光効率の向上および長寿命化を図ることが可能になることが確認された。
【００９０】
尚、素子の耐熱性を向上させるためには、その一つの指標として、構成材料のガラス転移点（Ｔｇ）が目安となる場合がある（文献：国際特許出願番号ＷＯ ０５／０６３６８４、Shirota, Y. etal, Chem. Rev. 2007, 107, p.953参照）。
【００９１】
本願発明における有機発光材料層の構成材料の設計においても、ガラス転移点（Ｔｇ）を耐熱性向上のための指標の一つの参考としている。その一例として、構造式（２）-1の材料は、化合物（２）よりも約２０℃高いＴｇを有している。
【００９２】
＜実施例３，４および比較例４〜６＞
以下のようにして図２を用いて説明した構成の有機電界発光素子1’を作製した。
【００９３】
先ず、３０ｍｍ×３０ｍｍのガラス板からなる基板３上に、陽極５として膜厚が１００ｎｍのＩＴＯ透明電極を形成した。積層成膜し、上面発光用の有機電界発光素子用のセルを作製した。
【００９４】
次に、陽極５を形成した基板３を蒸着装置の基板ホルダーに固定し、蒸着マスクを基板に近接して配置した。蒸着材料をボートに充填し、真空蒸着装置の所定の電極に取り付けた。この状態で、蒸着槽を１．４×１０-4 Ｐａに減圧し、陽極５上に以下のように各有機層、および陰極を下記のように蒸着成膜した。
【００９５】
先ず、各実施例３，４および比較例４〜６において、正孔輸送層７ｂとして下記構造式に示すそれぞれの材料よりなる膜を３０ｎｍの膜厚で成膜した。尚、実施例３，４で用いた構造式（１）-22、構造式（２）-18の材料は、一般式（１）および一般式（２）の材料であり、比較例４〜６で用いた化合物（２）〜化合物（６）は一般式（１）および一般式（２）から外れた材料である。ただし、化合物（６）は、比較例２で用いた化合物（２）と同様のｍＴＴＡ［Tris-(m-terphenylyl)amine］である。
【００９６】
【化８】
2010186983.tif 000010
【００９７】
次に、発光層７ｃとして、下記化合物Ｈ２からなるホスト材料中に、下記化合物Ｄ２からなるドーパント材料を１０％の濃度でドープした膜を、３０ｎｍの膜厚で蒸着成膜した。尚、化合物Ｈ２は、４，４’-Ｎ，Ｎ’-ジカルバゾール-ビフェニル（ＣＢＰ）であり、化合物Ｄ２のドーパント材料は、リン光発光性のイリジウム錯体である。
【００９８】
【化９】
2010186983.tif 000011
【００９９】
その後、正孔ブロッキング層７ｄ’として、下記化合物ＨＢ［２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）］を１０ｎｍの膜厚で成膜した。
【０１００】
【化１０】
2010186983.tif 000012
【０１０１】
次に、電子輸送層７ｄとして、８-キノリノールアルミニウム錯体（Ａｌｑ３）を１５０ｎｍの膜厚で成膜した。
【０１０２】
その後は、陰極界面層９の形成は省略し、陰極１１としてＭｇＡｇを１２ｎｍの膜厚で蒸着成膜した。この際、マグネシウム（Ｍｇ）と銀（Ａｇ）とを、成膜速度の比を８：２として共蒸着した。以上により、実施例３，４および比較例４〜６の各有機電界発光素子を作製した。
【０１０３】
以上の実施例３，４、および比較例４〜６で作製した各有機電界発光素子について、窒素雰囲気下で順バイアス直流電圧を加えて発光特性を評価した。発光色は緑色であり、分光測定を行った結果、５２０ｎｍ付近に発光ピークを有する緑色のスペクトルが得られた。
【０１０４】
またこれらの有機電界発光素子について、電流密度１０ｍＡ/ｃｍ2での駆動時における電流効率［ｃｄ／Ａ］を測定した。さらに５０℃ｄｕｔｙ２５％で５０ｍＡ／ｃｍ2の負荷の定電流駆動を行った際の初期輝度１が０．５まで変化する時間を、輝度半減寿命［時間］として測定した。さらに、実施例３，４および比較例４〜６で作製した各有機電界発光素子を、１２０℃で１時間加熱し、その後の上記と同様に電流効率［ｃｄ／Ａ］および輝度半減寿命［時間］を測定した。以上の測定結果を上記表１に合わせて示す。
【０１０５】
上記表１に示すように、構造式（１）-22、構造式（２）-18の材料を用いて正孔輸送層７ｂを構成した実施例３，４の有機電界発光素子は、比較例４〜６よりも加熱後の電流効率および輝度半減寿命の低下が小さく抑えられることが確認された。
【０１０６】
ここで、実施例３で用いた構造式（１）-22の材料は、比較例６で用いた化合物（６）［ｍＴＴＡ：Tris-(m-terphenylyl)amine＝化合物（２）］のフェニル置換体であり、かつＳｉ置換体である。また比較例４の化合物（４）は、比較例６で用いた化合物（６）のＳｉ置換体である。しかしながら、この比較例４の有機電界発光素子は、加熱後の電流効率は加熱前に対して約１／１０に低下しており、輝度半減寿命も５４％低下している。つまり、有機発光機能層を構成する材料として従来知られているアミン系材料［化合物（６）のｍＴＴＡ］の一部を、炭素より重い第１４族元素の有機化合物基で置換しただけでは、素子の加熱による素子寿命低下を抑制しきれないことが分かった。このことから、上記ｍＴＴＡの適切な置換位置に炭素より重い第１４族元素の有機化合物基およびフェニル基を置換させることにより、有機電界発光素子の加熱後の効率・寿命特性に大きく向上させることが分かった。
【０１０７】
さらに実施例４で用いた構造式（２）-18の材料は、比較例６で用いた化合物（６）［ｍＴＴＡ：Tris-(m-terphenylyl)amine］のベンゼン環縮合体のさらにＳｉ化合物基置換体である。また比較例５の化合物（５）は、比較例６で用いた化合物（６）のベンゼン環縮合体のさらにトリフェニルメチル基置換体である。この比較例５の有機電界発光素子は、化合物（６）のベンゼン環縮合体であるため、加熱後の電流効率および輝度半減寿命の低下はそれほど大きくない。しかしながら、加熱前の元々の輝度半減寿命自体が、比較例６と同程度であって、実施例４の４０％程度しかない。このことから、適切な置換位置に、炭素より重い第１４族元素の有機化合物基を置換することで、有機電界発光素子の輝度半減寿命を大きく向上させることが分かった。
【符号の説明】
【０１０８】
１，１’…有機電界発光素子、３…基板、５…陽極、７，７’…有機発光機能層、７ｂ…正孔輸送層、１１…陰極、２１…表示装置
【図１】
2010186983.tif 000019
【図２】
2010186983.tif 000020
【図３】
2010186983.tif 000021
【図４】
2010186983.tif 000022
【図５】
2010186983.tif 000023
【図６】
2010186983.tif 000024
【図７】
2010186983.tif 000025
【図８】
2010186983.tif 000026
【図９】
2010186983.tif 000027