(57)【要約】【課題】素子の発光効率を改善し、長期信頼性の高い表示装置を提供する。【解決手段】陰極１５と陽極１３との間に、少なくとも発光層１４ｃを含む有機層１４を挟持してなる表示素子１１において、有機層１４を構成する層のうちの少なくとも一層が下記式（１）で示される有機材料を単層または混合層として用いたことを特徴とする。【化１】2004095491.tif 000009［ただし、式（１）中、Ａはナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ビフェニリル基またはターフェニリル基を示し、Ｒは炭素原子数１〜６のアルキル基または炭素原子数５または６のシクロアルキル基を示す。］【選択図】　　　　図１
2004095491.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陰極と陽極との間に、発光層を含む有機層を挟持してなる表示素子において、
前記有機層を構成する層のうちの少なくとも一層が下記式（１）で示される有機材料を用いて構成されている
ことを特徴とする表示素子。
【化１】
2004095491.tif 000008
［ただし、式（１）中、Ａはナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ビフェニリル基またはターフェニリル基を示し、Ｒは炭素原子数１〜６のアルキル基または炭素原子数５または６のシクロアルキル基を示す。］
【請求項２】
請求項１記載の表示素子において、
前記有機層を構成する層のうちの少なくとも一層が前記有機材料を含む混合層からなる
ことを特徴とする表示素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラーディスプレイなどに用いられる表示素子または有機材料で構成される有機素子に関するもので、特には有機層を備えた自発光型の表示素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、マルチメディア指向の商品を初めとし、人間と機械とのインターフェースの重要性が高まってきている。人間がより快適に効率良く機械操作するためには、操作される機械からの情報を誤りなく、簡潔に、そして瞬時に、充分な量取り出す必要があり、その為にディスプレイを初めとする様々な表示素子について研究が行われている。
【０００３】
また、機械の小型化に伴い、表示素子の小型化、薄型化に対する要求も日々、高まっているのが現状である。例えば、ノート型パーソナルコンピュータ、ノート型ワードプロセッサなどの、表示素子一体型であるラップトップ型情報処理機器の小型化には目を見張る進歩があり、それに伴い、その表示素子である液晶ディスプレイに関しての技術革新も素晴らしいものがある。液晶ディスプレイは、様々な製品のインターフェースとして用いられており、ラップトップ型情報処理機器はもちろんのこと、小型テレビや時計、電卓を初めとし、我々の日常使用する製品に多く用いられている。
【０００４】
ところが、液晶ディスプレイは、自発光性でないためバックライトを必要とし、このバックライト駆動に液晶を駆動するよりも電力を必要する。また、視野角が狭いため、大型ディスプレイ等の大型表示素子には適していない。さらに、液晶分子の配向状態による表示方法なので、視野角の中においても、角度によりコントラストが変化してしまう。しかも、液晶は基底状態における分子のコンフォメーションの変化を利用して表示を行っているので、ダイナミックレンジが広くとれない。これは、液晶ディスプレイが動画表示には向かない理由の一つになっている。
【０００５】
これに対し、プラズマ表示素子、無機電界発光素子、有機電界発光素子等の自発光性表示素子の研究が進められている。
【０００６】
このうちプラズマ表示素子は、低圧ガス中でのプラズマ発光を表示に用いたもので、大型化、大容量化に適しているものの、薄型化、コストの面での問題を抱えている。また、駆動に高電圧の交流バイアスを必要とし、携帯用デバイスには適していない。
【０００７】
また、無機電界発光素子は、緑色発光ディスプレイ等が商品化されたが、プラズマ表示素子と同様に、交流バイアス駆動であり駆動には数百Ｖ必要であり、ユーザーに受け入れられなかった。しかし、技術的な発展により、今日ではカラーディスプレイ表示に必要なＲＧＢ三原色の発光には成功しているが、青色発光材料が高輝度、長寿命で発光可能なものがあまり無く、また、無機材料のために、分子設計などによる発光波長等の制御は困難であり、コンスーマー向けのフルカラーデバイス化は困難であると思われる。
【０００８】
一方、有機化合物による電界発光現象は、１９６０年代前半に強く蛍光を発生するアントラセン単結晶への、キャリア注入による発光現象が発見されて以来、長い期間、研究されてきたが、低輝度、単色で、しかも単結晶であった為、有機材料へのキャリア注入という基礎的研究として行われていた。
【０００９】
しかし、１９７８年にＥａｓｔｍａｎ　Ｋｏｄａｋ社のＴａｎｇらが低電圧駆動、高輝度発光が可能なアモルファス発光層を有する積層構造の有機電界発光素子を発表して以来、各方面でＲＧＢ三原色の発光、安定性、輝度上昇、積層構造、作製法等の研究開発が盛んに行なわれている。
【００１０】
さらに、有機材料の特徴である分子設計等により様々な新規材料が発明され、直流低電圧駆動、薄型、自発光性等の優れた特徴を有する有機電界発光素子のカラーディスプレイへの応用研究も盛んに行われ始めている。
【００１１】
図７には、このような表示素子（有機電界発光素子）の一構成例を示す。この図に示す表示素子１は、例えばガラス等からなる透明な基板２上に設けられている。この表示素子１は、基板２上に設けられたＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ：透明電極）からなる陽極３、この陽極３上に設けられた有機層４、さらにこの上部に設けられた陰極５とで構成されている。このうち有機層４は、例えば陽極３側から、正孔注入層４ａ、正孔輸送層４ｂおよび電子輸送性の発光層４ｃを順次積層させた構成となっている。このように構成された表示素子１では、陰極５から注入された電子と陽極３から注入された正孔とが発光層４ｃにて再結合する際に生じる光が基板２側から取り出される。
【００１２】
またこのような構成の他にも、基板２側から順に、陰極５、有機層４、陽極３を順次積層した構成や、さらには上方に位置する電極（上部電極）を透明材料で構成することで、基板２と反対側から光を取り出すようにした、いわゆる上面発光型の表示素子もある。そして特に、基板２上に薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ　ｆｉｌｍ　ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：以下ＴＦＴと記す）を設けて成るアクティブマトリックス型の表示装置においては、ＴＦＴが形成された基板上に上面発光型の表示素子を設けた、いわゆるＴＡＣ（Ｔｏｐ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ａｄｏｐｔｉｖｅ　Ｃｕｒｒｅｎｔ　ｄｅｖｉｃｅ）構造とすることが、発光部の開口率を向上させる上で有利になる。
【００１３】
このようなＴＡＣ構造の表示装置において、上部電極が陰極である場合、この上部電極は、例えばＬｉ２Ｏや、Ｃｓ２Ｏ等の金属酸化物層を用いて構成される。また、これらの金属酸化物層上にＭｇ−Ａｇ層等を半透過性電極として積層させる場合もある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したような自発光型の表示素子、特には有機層を備えた発光素子を用いて表示装置を構成する場合、表示素子の高効率化、低電圧駆動化、長寿命化および信頼性の確保が重要な課題として挙げられる。
【００１５】
一般的に、表示素子の寿命は、輝度の低下を伴う初期劣化およびその後の定常的な劣化の速度によって決定される。つまり、表示素子の長寿命化を達成するためには、表示素子の初期劣化およびその後の定常的な劣化の速度を小さく抑えることが重要になる。
【００１６】
また、発光効率の高効率化、低電圧駆動化を図るためには、構成する有機材料、電極材料及びそれによって構成される素子構造の最適化が必要になる。
【００１７】
このうち、高効率化を図るためには、発光層とその周辺を構成する有機材料では、要求される事項は異なるが、例えば発光層には、薄膜での蛍光量子収率の大きい材料を用いることが必要であり、発光層また素子を構成する他の有機材料には、駆動によって劣化のしない、即ち酸化還元に対して安定であること、薄膜状態が駆動によって結晶化等のモフォロジー変化を起こさないこと、また、用いる部位により、正孔輸送側の材料は、薄膜における正孔移動度が大きいことが要求される。一方、電子輸送側の材料としては、薄膜における電子輸送性が大きいことなどが、高効率化に必要な材料に要求される事項として挙げられる。
【００１８】
また、電極材料に関しては、正孔、電子を注入すべき有機層に対して、仕事関数のエネルギーレベルがマッチングしていることが必要であり、接する有機材料に対して、適宜選択されることが重要である。
【００１９】
さらに、高効率化、低電圧駆動化に要求される素子構造としては、陰極、陽極と接する有機材料のＨＯＭＯ、ＬＵＭＯのそれぞれのエネルギーレベルがマッチングしていることはもちろんのこと、積層される有機層のＨＯＭＯ、ＬＵＭＯの各準位がそれぞれ正孔または電子が、障壁が少なく他の層に移ることができるレベルマッチングが必要であり、加えて発光層中に正孔および電子を閉じ込めることができる素子構成を考えることが重要である。
【００２０】
本発明は、表示素子の高効率化、低電圧駆動化が可能で、これにより長時間の安定した発光を与えることが可能な表示素子を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するための本発明の表示素子は、陰極と陽極との間に、発光層を含む有機層を挟持してなる表示素子において、有機層を構成する層のうちの少なくとも一層が下記式（１）で示される有機材料陰極と陽極との間に、有機発光層を含む有機層を挟持してなる表示素子において、有機層のうちの少なくとも一層が、下記式（１）で示される有機材料［１，３，５−トリス（アリールアミノ）ベンゼン類］を用いて構成されることを特徴としている。この有機材料を用いて構成される層は、この有機材料を含む混合層として構成されても良い。
【化２】
2004095491.tif 000003
【００２２】
ここで、式（１）中、Ａはナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ビフェニリル基またはターフェニリル基を示している。このようなＡの具体例としては、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アントリル基、２−アントリル基、９−アントリル基、１−フェナントリル基、２−フェナントリル基、３−フェナントリル基、４−フェナントリル基、９−フェナントリル基、４−ビフェニリル基、またはｐ−ターフェニル基である。これらの基は、有機材料［１，３，５−トリス（アリールアミノ）ベンゼン類］の酸化電位、酸化還元過程の可逆性、ガラス転移温度などに有害な影響を与えない置換基を有しても良い。このような置換基としては、例えば、そのような置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシル基、アリーロキシ基、アラルキル基、アルキルアリール基、第１級アミノ基、第２級アミノ基または第３級アミノ基、ニトロ基、シアノ基、ハロゲン原子等を挙げることができる。そして、この中でも特に、Ａとしてはビフェニル基を好ましく用いることができる。
【００２３】
また、式（１）中、Ｒは炭素原子数１〜６のアルキル基または炭素原子数５または６のシクロアルキル基を示している。このようなＲのうちのアルキル基の具体例としては、メチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基またはヘキシル基であり、炭素原子数が３以上のアルキル基は直鎖状でも分岐鎖状でも良い。そして、この中でも特に、Ｒとしてはメチル基を好ましく用いることができる。
【００２４】
以上のような有機材料を用いて構成される有機層のうちの少なくとも一層は、発光層と陽極との間に狭持されることが好ましい。また、この層を混合層とする場合には、正孔輸送性を有する材料との混合層として用いることが好ましい。
【００２５】
尚、このような有機材料は、例えば次のようにして得られる。すなわち、下記式（２）に示す１，３，５−トリス（ｐ−アルキルフェニルアミノ）ベンゼン類に、目的とする上記式（１）に示す１，３，５−トリス（アリールアミノ）ベンゼン類に応じて、下記式（３）で表されるハロゲン化アリールを、例えば、１８−クラウン−６（１，４，７，１０，１３，１６−ヘキサオキサシクロオクタデカン）のようなクラウンエーテルを触媒として用いて、塩基と銅粉との存在下、窒素、アルゴン、ヘリウム等のような不活性ガス雰囲気下に、必要に応じて、反応溶剤中で反応させることによって得ることができる。
【００２６】
【化３】
2004095491.tif 000004
ただし、式（２）中Ｒは、式（１）中のＲと同一である。また式（３）中Ａは、式（１）中のＡと同一であり、Ｘはハロゲン原子を示す。
【００２７】
上記式（３）で示されるハロゲン化アリールとしては、例えば、ヨウ化物や臭化物が好ましく用いられるが、必要に応じて、塩化物も用いられる。例えば、１，３，５−トリス（Ｎ−（ｐ−メチルフェニル）−Ｎ−（１−ナフチル）アミノ）ベンゼン（ｐ−ＭＴＰＮＡＢ）を得る場合には、上記式（３）で示されるハロゲン化アリールとして、１−ヨードナフタレンが用いられる。
【００２８】
このようなハロゲン化アリールは、１，３，５−トリス（ｐ−アルキルフェニルアミノ）ベンゼン類に対して過剰量が用いられ、好ましくは、１，３，５−トリス（ｐ−アルキルフェニルアミノ）ベンゼン類１モル部に対して３モル部以上、好ましくは、３〜１０モル部、特に好ましくは、３．５〜５モル部が用いられる。
【００２９】
また、上述した反応に用いる塩基としては、水酸化カリウムのようなアルカリ金属の水酸化物や、アルカリ金属の炭酸塩や炭酸水素塩等が用いられるが、特に、ナトリウムやカリウムの炭酸塩または炭酸水素塩が好ましく用いられ、なかでも、炭酸カリウムが好ましく用いられる。また、上述した反応に用いる反応溶剤としては、反応を阻害しない限りは、特に限定されるものではないが、通常、デカリン、メシチレン、ヘプタン等のような炭化水素溶媒が好ましく用いられる。反応温度は、特に、限定されるものではないが、通常、１４０〜１９０℃の範囲であり、反応時間は、通常、５〜３０時間の範囲である。
【００３０】
反応終了後、反応生成物を有機溶媒に溶解させ、触媒を濾別し、次いで、適宜の溶出液を用いて反応生成物をカラム・クロマトグラフイーにて分離精製することによって、高純度品を高収率にて得ることができる。
【００３１】
以上説明したような式（１）の有機材料を用いて構成された表示素子では、式（１）で示される有機材料を用いない従来の表示素子と比較し、駆動電圧、電流値に対して発光輝度が高く、駆動電圧に対して電流値が高くなり、発光効率の向上が図られる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の表示素子の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３３】
図１は、本発明の表示素子の一構成例を示す断面図である。この図に示す表示素子１１は、基板１２上に形成されており、基板１２上に設けられた陽極１３、この陽極１３上に設けられた有機層１４、およびこの有機層１４上に設けられた陰極１５を備えている。以下の説明においては、陽極１３から注入された正孔と陰極１５から注入された電子とが電子輸送性の発光層１４ｃで結合する際に生じた発光光を、基板２と反対側の陰極１５側から取り出す上面発光方式の表示素子の構成を説明する。
【００３４】
先ず、表示素子１１が設けられる基板１２は、ガラスのような透明基板や、シリコン基板、さらにはフィルム状のフレキシブル基板等の中から適宜選択して用いられることとする。また、この表示素子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、基板１２として、画素毎にＴＦＴを設けてなるＴＦＴ基板が用いられる。
【００３５】
そして、この基板１２上に下部電極として設けられる陽極１３は、例えばＩＴＯのような透明電極材料で構成されており、スパッタリング法によって形成されている。また、この陽極１３は、ＩＴＯの他にも、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、例えばクロム（Ｃｒ）、金（Ａｕ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）とアンチモン（Ｓｂ）との合金、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を、単独または混在させた状態で用いられる。
【００３６】
尚、この表示素子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、陽極１３は、ＴＦＴが設けられている画素毎にパターニングされていることとする。そして、陽極１３の上層には、ここでの図示を省略した絶縁膜が設けられ、この絶縁膜の開口部から、各画素の陽極１３表面を露出させていることとする。
【００３７】
また、有機層１４は、例えば、陽極１３側から順に、正孔注入層１４ａ、正孔輸送層１４ｂおよび電子輸送性の発光層１４ｃを積層してなる。これらの各層は、例えば真空蒸着法や、例えばスピンコート法などの他の方法によって形成される。
【００３８】
尚、有機層１４は、このような層構造に限定されることはなく、少なくとも発光層１４ｃを有する構成であれば、必要に応じた積層構造を選択することができる。例えば、発光層１４ｃは、正孔輸送性の発光層１４ｃであっても良く、また発光層１４ｃ上にさらに電子輸送層を設けた構成であっても良い。また、以上の各有機層、例えば正孔注入層１４ａ、正孔輸送層１４ｂおよび電子輸送性の発光層１４ｃは、それぞれが複数層からなる積層構造であっても良い。
【００３９】
そして、本発明においては、上述した有機層１４を構成する層のうちの少なくとも１層が、上記式（１）を用いて示される上述の有機材料［１，３，５−トリス（アリールアミノ）ベンゼン類］を用いて構成されていることとする。
【００４０】
ここで、各層のうちのどの層に、上記式（１）で示される有機材料を用いるかは、有機層を構成する他の各層がどのような有機材料で構成されるかによって決定されるが、例えば、正孔注入層１４ａや正孔輸送層１４ｂに単独で、または正孔輸送性材料との混合層として用いたり、さらに発光層１４ｃに混合層として用いることが好ましい。また、発光層１４ｃのみに、他の有機材料との混合層として用いても良い。
【００４１】
尚、上記式（１）で示される有機材料以外の有機層１４を構成する材料としては、例えば正孔輸送層１４ｂであるならば、ベンジジン誘導体、スチリルアミン誘導体、トリフェニルメタン誘導体、ヒドラゾン誘導体などの正孔輸送材料を用いることができる。さらに、発光層１４ｃの発光スペクトルの制御を目的として、発光層１４ｃの形成において微量分子の共蒸着を行っても良く、例えば、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ピラン系色素等の有機物質を微量含む有機薄膜を発光層１４ｃとしても良い。
【００４２】
次に、陰極１５は、単層構造であっても良く、２層以上の積層構造であっても良い。また、陰極１５を構成する各層は、複数材料からなる混合層であっても単独の材料からなる単層膜であっても良い。
【００４３】
以下、陰極１５が、図示したように、有機層１４側から順に第１層１５ａ、第２層１５ｂ、および第３層１５ｃを積層させた３層構造である場合を説明する。
【００４４】
先ず、第１層１５ａは、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、例えばリチウム（Ｌｉ）の酸化物であるＬｉ２Ｏや、セシウム（Ｃｓ）の酸化物であるＣｓ２Ｏ、さらにはこれらの酸化物の混合物を用いることができる。また、第１層１５ａ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（Ｌｉ），セシウム（Ｃｓ）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）、銀（Ａｇ）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等を、単体でまたはこれらの金属および酸化物の混合物や合金として安定性を高めて使用しても良い。
【００４５】
また、第２層１５ｂは、ランタノイド元素を含有する材料層であることとする。この第２層１５ｂに含有されるランタノイド元素としては、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジウム（Ｐｒ）、ネオジウム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、カドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）およびルテチウム（Ｌｕ）等のうちから少なくとも１つが選択される。これらのランタノイド元素は、安定した原材料の形態が存在するため、容易に用いることができる。
【００４６】
これらのランタノイド元素は、例えば酸化物とて用いられている。このような酸化物としては、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３のうちの少なくとも１種類が選択される。尚、第２層１５ｂは、例えば上記酸化物を原材料として用いた蒸着法、スパッタ法、さらにはプラズマＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｖａｐｏｒ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などによって形成され、第２層１５ｂ内のランタノイド元素は、このような組成の酸化物とて含有されていることに限定されず、他の組成の酸化物や、さらには酸化物と金属（ランタノイド金属）とが混在していても良い。
【００４７】
そして、第３層１５ｃは、例えばＭｇ−Ａｇのような光透過性の良好な材料を用いて構成されている。
【００４８】
尚、以上の第１層１５ａおよび第３層１５ｃも、第２層１５ｂと同様に、真空蒸着法、スパッタリング法、さらにはプラズマＣＶＤ法などの手法によって形成される。また、この表示素子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、陰極１５は、ここでの図示を省略した上述の絶縁膜と有機層１４とによって、陽極１３と絶縁された状態で基板１２上にベタ膜状で形成され、各画素に共通電極として用いられる場合もあるが、各素子毎に個別に形成しても問題は無い。
【００４９】
以上のように、陰極１５にランタノイド元素を含有させることで、ランタノイド元素を含有しない従来の表示素子との比較において、初期劣化による輝度の低下を小さく抑えることが可能になる。したがって、表示素子の寿命特性、さらにはこの表示素子を用いて構成された表示装置の寿命特性の向上を図ることが可能になる。
【００５０】
特に、上述したようにランタノイド元素をその酸化物として用いた場合、上記した各ランタノイド元素の酸化物は光透過率が大きいため、陰極１５の光透過性を確保することができる。したがって、陰極１５側からの光の取り出し効率を良好に維持することが可能になる。
【００５１】
しかも、ランタノイド元素の酸化物を原料とした成膜は、基板温度を制御することなく常温での真空蒸着やスパッタ成膜が可能であるため、有機層１４に影響を与えることなく有機層１４の上部に形成することができる。
【００５２】
さらに、ランタノイド元素の酸化物は、他の元素の酸化物と比較してシート抵抗が低いものもあり、光透過性が高いため、このランタノイド元素の酸化物を第２層１５ｂとして設けた場合、第２層１５ｎの膜厚のばらつきに対する表示素子１１の輝度のばらつきが小さく抑えられる。
【００５３】
尚、陰極１５が２層構造である場合には、上述した第１層１５ａと第３層１５ｃとを用いて陰極１５を構成しても良く、さらに、陰極１５が単層構造である場合には、上述した第１層１５ａを用いて陰極を構成しても良い。このような陰極１５の構成は、有機層１４によって適宜選択されることとする。
【００５４】
以上説明した構成の表示素子１１においては、有機層１４が、上記式（１）で示される有機材料を用いた層を有していることで、有機層１４に上記式（１）で示される有機材料が用いられていない従来の表示素子と比較し、駆動電圧および駆動電流に対して発光輝度が高く、また駆動電圧に対して電流値が高く、したがって、表示素子の高発光効率化、低電圧駆動化を図ることが可能で、長寿命化にも効果がある。
【００５５】
尚、以上説明した構成の表示素子は、本発明のあくまでも一例であり、本発明の表示素子はこのような構成に限定されることはない。
【００５６】
すなわち、以上の実施形態においては、ＴＦＴ基板を用いたアクティブマトリックス方式の表示装置に用いる表示素子に限定されることはなく、パッシブ方式の表示装置に用いる表示素子としても適用可能である。
【００５７】
また、以上の実施形態においては、基板１２と反対側に設けた陰極１５側から発光光を取り出す「上面発光型」の場合を説明した。しかし本発明は、基板１２および陽極１３を透明材料で構成することで、発光光を基板１２側から取り出す「透過型」の表示素子とすることもできる。またこの場合、図１を用いて説明した積層構造を、基板１２側から逆に積み上げた構成にしても良い。さらにこの場合、上部電極となる陽極を透明材料で構成することで、基板１２と反対側から発光光を取り出すことも可能になる。
【００５８】
【実施例】
次に、本発明の具体的な実施例１〜６、及びこれらの実施例に対する比較例の表示素子の製造手順を説明し、その後これらの評価結果を説明する。
【００５９】
＜製造手順＞
３０ｍｍ×３０ｍｍのガラス板からなる基板１２上に、陽極１３としてＩＴＯ（膜厚約１００ｎｍ）を形成し、さらにＳｉＯ２蒸着により２ｍｍ×２ｍｍの発光領域以外を絶縁膜（図示省略）でマスクした有機電界発光素子用のセルを作製した。
【００６０】
次に、下記表１に示すように材料を組み合わせて正孔注入層１４ａおよび正孔輸送層１４ｂをこの順で形成した。
【００６１】
【表１】
2004095491.tif 000005
【００６２】
上記表１に示す各材料は、下記式（４）に示す２−ＴＮＡＴＡ：４，４’，４”−トリス［Ｎ−２−（ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン、下記式（５）に示すα−ＮＰＤ：Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフチィル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、下記式（６）に示すｐｍＴＰＮＡＢ：１，３，５−トリス［Ｎ−（ｐ−メチルフェニル）−Ｎ−（１−ナフチィル）アミノ］ベンゼン、下記式（７）に示すｐｍＴＰＢＡＢ：１，３，５−トリス［Ｎ−（ｐ−メチルフェニル）−Ｎ−（４−ビフェニル）アミノ］ベンゼンである。
【００６３】
【化４】
2004095491.tif 000006
【００６４】
このうち、上記式（６）に示すｐｍＴＰＮＡＢおよび式（７）に示すｐｍＴＰＢＡＢが、本発明に特有に用いられる有機材料である。
【００６５】
尚、これらの正孔注入層１４ａおよび正孔輸送層１４ｂの形成においては、蒸着速度を０．２〜０．４ｎｍ／ｓｅｃとし、正孔注入層１４ａおよび正孔輸送層１４ｂともに膜厚３０ｎｍで形成した。ただし、実施例６においては、陽極１３上に、下記表１に示す複数の材料を用いた混合層として正孔輸送層１４ｂのみを膜厚６０ｎｍで形成した。
【００６６】
次に、電子輸送性の発光層１４ｃとして、下記式（８）に示すＡｌｑ３：８−ヒドロキシキノリンアルミニウムに、下記式（９）に示すクマリン６を相対膜厚比で１％ドーピングした電子輸送性の発光層１４ｃを、５０ｎｍの膜厚で蒸着した。
【００６７】
【化５】
2004095491.tif 000007
【００６８】
以上のようにして、正孔注入層１４ａ、正孔輸送層１４ｂおよび電子輸送性の発光層１４ｃを順次積層してなる有機層１４を形成した後、陰極１５の第１層１５ａとして、Ｌｉ２Ｏを真空蒸着法により約０．３ｎｍ（蒸着速度〜０．０１ｎｍ／ｓｅｃ．）形成した。
【００６９】
次に、陰極１５の第２層１５ＣとしてＭｇ−Ａｇ（Ｍｇ：Ａｇの膜厚比で９：１）を真空蒸着法により１０ｎｍ（蒸着速度〜０．５ｎｍ／ｓｅｃ．）形成した。
【００７０】
以上の後、陰極１５上に、陰極封止層としてＡｌＳｉＣｕ（Ｓｉ：１重量％、Ｃｕ：０．５重量％）を１２０ｎｍ蒸着した。
【００７１】
＜評価結果＞
図２〜図５には、実施例３，４および比較例における素子のＩＶＬ特性を示す。尚、本評価においては、実施例１は実施例３と同等の効果が得られ、実施例２，５，６は、実施例４とほぼ同様の効果が得られたため、これらの代表として実施例３，４の結果のみを図示した。
【００７２】
すなわち、本発明に特有の有機材料［１，３，５トリス（アリールアミノ）ベンゼン類［具体的には式（６）に示すｐｍＴＰＡＮＢ、式（７）に示すｐｍＴＰＢＡＢ］を有機層に用いた表示素子は、従来構造の発光素子と比較して、図２のＶ−Ｌ特性図に示すように駆動電圧に対する発光輝度の向上が確認され、図３のＩ−Ｌ特性図に示すように駆動電流に対する発光輝度の向上が確認され、図４のＶ−Ｉ特性図に示すように駆動電圧に対する電流値の向上が確認された。
【００７３】
また、図５のＶ−［Ｑｕａｎｔｕｍ　Ｙｉｅｌｄ　（ｃｄ／Ａ）］特性図に示すように駆動電圧に対する発光効率の向上も確認された。特に、発光効率［Ｑｕａｎｔｕｍ　Ｙｉｅｌｄ　（ｃｄ／Ａ）］は、駆動電圧７Ｖ時においては、比較例において８．５ｃｄ／Ａであったのに対し、実施例３では１３．５ｃｄ／Ａと約１．６倍、実施例４では１１．０ｃｄ／Ａと１．３倍に改善された。効率が改善されるということは、駆動電圧の低下が可能であることを示す。
【００７４】
図６には、寿命曲線として、実施例４および比較例で作製した表示素子の輝度の経時変化（０〜１００時間）を、それぞれの表示素子における初期の輝度（１５００ｃｄ／ｍ２）を１とした相対輝度として、定電流測定した結果を示した。また、この図６には、駆動電圧曲線として、実施例４および比較例で作製した表示素子の駆動電圧（Ｖｏｌｔａｇｅ）の経時変化（０〜１００時間）も合わせて示した。ここでは、所定の輝度が得られるように各表示素子を駆動させる場合に必要とした電圧を駆動電圧として示した。
【００７５】
この図６からもわかるように、比較例の表示素子に対して、本発明に特有の有機材料を有機層に用いた実施例４の表示素子では、発光効率の改善により駆動電圧を低減できることが確認された。また、この駆動電圧の低減により、さらに長時間の駆動においての寿命特性の改善が期待できる。
【００７６】
尚、上述した実施例では、透明基体上に透明電極が形成され、この透明基体から光を取り出すボトム型の素子構造の表示素子を作製したが、基板側から発光光を取り出すＴＡＣ構造の素子構造においても、同様の効果を得ることが可能であった。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の上記式（１）に示す有機材料［１，３，５−トリス（アリールアミノ）ベンゼン類］を含有する有機層を設けた表示素子によれば、駆動電圧および発光効率の大幅な改善を図ることが可能であり、これにより寿命特性が改善され、さらには素子の消費電力低減を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の表示素子の一構成例を示す断面図である。
【図２】実施例３〜４及び比較例のＶ−Ｌ特性図である。
【図３】実施例３〜４及び比較例のＩ−Ｌ特性図である。
【図４】実施例３〜４及び比較例のＶ−Ｉ特性図である。
【図５】実施例３〜４及び比較例のＶ−Ｑｕａｎｔｕｍ　Ｙｉｅｌｄ　（ｃｄ／Ａ）特性図である。
【図６】実施例４および比較例の寿命曲線および駆動電圧曲線を示す図である。
【図７】従来の表示素子の一構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
１１…表示素子、１３…陽極、１４…有機層、１４ｃ…発光層、１５…陰極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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