(57)【要約】【課題】可視光領域における透過率の変化を抑制しつつ、発光効率の改善が可能な表示素子およびこれを用いた表示装置ならびに電子機器を提供する。【解決手段】光透過性を有する第１電極および第２電極との間に発光層を含む有機層を１または２以上有する表示素子であって、第２電極の、前記発光層とは反対側に設けられた第３電極と、発光層からの光の取り出し効率を改善すると共に、第２電極と第３電極との間に設けられた効率改善層とを備え、第１電極および第３電極は光透過性を有する第１層と、光透過性を有すると共に、第１層よりも屈折率の高い第２層との積層構造を有する表示素子。【選択図】図１
2012238544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性を有する第１電極および第２電極との間に発光層を含む有機層を１または２以上有する表示素子であって、
前記第２電極の、前記発光層とは反対側に設けられた第３電極と、
前記発光層からの光の取り出し効率を改善すると共に、前記第２電極と第３電極との間に設けられた効率改善層とを備え、
前記第１電極および第３電極は光透過性を有する第１層と、光透過性を有すると共に、前記第１層よりも屈折率の高い第２層との積層構造を有する
表示素子。
【請求項２】
前記第１電極および第３電極の第２層は、それぞれ前記発光層側に設けられている、請求項１に記載の表示素子。
【請求項３】
前記第１電極および第３電極の第２層は、酸化ニオブ，酸化チタン，酸化モリブデン，酸化タンタル，酸化ジルコニウム，酸化バナジウム，酸化タングステン，酸化クロム，酸化亜鉛および酸化スズのうちの少なくとも１種を含む、請求項１に記載の表示素子。
【請求項４】
前記第１電極および第３電極の第２層は、酸化ニオブと酸化チタンとの混合物，酸化チタンと酸化亜鉛の混合物，または酸化ケイ素と酸化スズとの混合物を含む、請求項１に記載の表示素子。
【請求項５】
前記効率改善層は、少なくとも有機材料を含む第１層と、有機材料を含むと共に、前記第１層よりも屈折率の高い第２層との２層構造を有する、請求項１に記載の表示素子。
【請求項６】
前記効率改善層は、前記第１電極側から第１層，第２層の順に積層されている、請求項５に記載の表示素子。
【請求項７】
４５０ｎｍ〜７００ｎｍにおける光の透過率の最大値と最小値との相対比が０．５以上である、請求項１に記載の表示素子。
【請求項８】
前記複数の発光層は接続層を介して積層されている、請求項１に記載の表示素子。
【請求項９】
表示素子を複数備えた表示装置であって、
前記表示素子は、
光透過性を有する第１電極および第２電極との間に発光層を含む有機層を１または２以上有し、
前記第２電極の、前記発光層とは反対側に設けられた第３電極と、
前記発光層からの光の取り出し効率を改善すると共に、前記第２電極と第３電極との間に設けられた効率改善層とを備え、
前記第１電極および第３電極は光透過性を有する第１層と、光透過性を有すると共に、前記第１層よりも屈折率の高い第２層との積層構造を有する
表示装置。
【請求項１０】
表示部に表示素子を複数備えた表示装置を有する電子機器であって、
前記表示素子は、
光透過性を有する第１電極および第２電極との間に発光層を含む有機層を１または２以上有し、
前記第２電極の、前記発光層とは反対側に設けられた第３電極と、
前記発光層からの光の取り出し効率を改善すると共に、前記第２電極と第３電極との間に設けられた効率改善層とを備え、
前記第１電極および第３電極は光透過性を有する第１層と、光透過性を有すると共に、前記第１層よりも屈折率の高い第２層との積層構造を有する
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ；Electro Luminescence）現象を利用して発光すると共に、透過性を有する表示素子およびこれを備えた表示装置ならびに電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機電界表示素子は次世代の表示素子の有力候補として注目されているが、近年、透明ディスプレイとしての応用についても注目が集まっている。
【０００３】
透明ディスプレイは、拡張現実（Augmented Reality；ＡＲ）、即ち画面内の世界と、画面を通じて視認可能な向こう側の世界との一体感による新しい世界を提供する有力なデバイスであり、技術開発が進められている（例えば、非特許文献１〜３参照）。ＡＲ技術の一例としては、例えば非特許文献１では、パネルそのものの透過率を向上する手法が報告されている。具体的には、従来では図１４（Ａ）に示したように発光領域１０１および駆動回路１０２が全面に配置されていた画素１００を、図１４（Ｂ）に示したように、例えば発光領域１０１を縮小し、何も形成しない透明領域１０３を設けることでパネル全体の透過率を向上している。
【０００４】
また、透明ディスプレイは、透明であるが故の視認性の確保（例えば、コントラストの向上）が課題となる。この課題を解決するために、例えば、反透過性金属膜を用いた強キャビティ効果を用い、ある程度の光透過性を確保しながら前面方向へ光束を集中して表示する方法が多く用いられている。しかしながら、この方法によって製造された透明ディスプレイでは、パネルの背面側へは表示部の光がほとんど出てこないため、一方向（前面）側は透過性を有するが、背面からは表示を含めた視認性が極めて悪い鏡面状態となっており、透明ディスプレイとは言い難かった。
【０００５】
また、上記のような構成を用いた場合には、強キャビティ効果を用いて視認性を確保しているため、視認性のよい前面側でも色度視野角依存性および輝度視野角依存性が大きかった。このため、どの方向から見ても同じ表示画面を確認できるはずの透明ディスプレイの優れた点が活かされないという問題もあった。
【０００６】
この問題を解決するために、例えば、特許文献１では、両面の透明電極と発光位置とのキャビティ長を規定することで、両電極側に出射される光の色調差を低減すると共に、光の取り出し効率を向上した有機ＥＬ素子が開示されている。この有機ＥＬ素子は、発光層を含む有機層を挟持する一対の透明電極の外側にそれぞれ第１透明バッファー領域および第２透明バッファー領域を設け、両バッファー領域側から光を取り出せるようにしたものである。具体的には、発光層の発光界面からの距離と、発光界面から放出される光のＰＬスペクトルから求められた可干渉距離Ｌｃ未満の範囲内に存在する境界面における屈折率段差を約０．６以下となるように設定したものである。
【０００７】
また、特許文献２では、基板とは異なる反対側の面に形成される透明電極と、有機層との界面をシランカップリング剤で処理することで、密着性を向上して発光効率を改善する手法が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Young Woo Song, Sansung SDI, Yongin, Korea，SID 10 DIGEST，144-147
【非特許文献２】Jinkoo Chung, Samsung Mobile Display, Yongin, Korea，SID 10 DIGEST，148-151
【非特許文献３】Sang-Hee Park, ETRI, Daejeon, Korea，SID 10 DIGEST，245-248
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−１６５０３４公報
【特許文献２】特開２００５−３１０４６９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に開示された構成では、実際には強キャビティ構造となるため両方向における十分な透過性は得られず、また、発光波長によって構成する有機層の総膜厚を変えるという点からも構成が複雑になるという問題があった。また、特許文献２に開示された方法では、固体である有機ＥＬ素子上に液体であるシランカップリング剤を塗布し加熱処理して溶媒を除去したのち、素子上に透明電極を作製するため、デバイス特性が担保できないという問題があった。
【００１１】
本技術はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、可視光領域における透過率の変化を抑制しつつ発光効率の改善が可能な表示素子およびこれを用いた表示装置ならびに電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本技術による表示素子は、光透過性を有する第１電極および第２電極との間に発光層を含む有機層を１または２以上有する表示素子であって、第２電極の、前記発光層とは反対側に設けられた第３電極と、発光層からの光の取り出し効率を改善すると共に、第２電極と第３電極との間に設けられた効率改善層とを備え、第１電極および第３電極は光透過性を有する第１層と、光透過性を有すると共に、第１層よりも屈折率の高い第２層との積層構造を有するものである。
【００１３】
本技術による表示装置は、上記表示素子を複数備えたものである。
【００１４】
本技術による電子機器は、表示部として上記表示装置を備えたものである。
【００１５】
本技術の表示素子およびこれを備えた表示装置ならびに電子機器では、第１電極と共に発光層を含む１または２以上の有機層を挟持する第２電極の、有機層とは反対側に第３電極を設け、第２電極と第３電極との間に効率改善層を設けるようにした。また、第１電極および第３電極を、光透過性を有する第１層と、光透過性を有すると共に第１層よりも屈折率の高い第２層との積層構造をするようにした。これにより、強キャビティ効果を抑えつつ、光の取り出し効率が向上する。
【発明の効果】
【００１６】
本技術の表示素子およびこれを備えた表示装置ならびに電子機器によれば、第１電極および第３電極によって、１または２以上の発光層，第２電極および効率改善層をこの順に挟持し、それぞれ光透過性を有する第１層と、光透過性を有すると共に第１層よりも屈折率の高い第２層との積層構造をするようにした。これにより、強キャビティ効果が抑えられ、視野角依存性が低減されると共に、第１電極側への光の透過率が担保される。また、第２電極と第３電極との間に効率改善層を設けるようにしたので、前面および背面側への光の取り出し効率が向上し、発光効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本開示の第１の実施の形態に係る表示素子の断面図である。
【図２】図１に示した表示素子を備えた表示装置の構成を表す図である。
【図３】図２に示した画素駆動回路の一例を表す図である。
【図４】図２に示した表示装置の断面構成の一例を表す図である。
【図５】本開示の第２の実施の形態に係る表示素子の断面図である。
【図６】変形例に係る表示素子の断面図である。
【図７】上記表示装置を含むモジュールの概略構成を表す平面図である。
【図８】上記表示装置の適用例１の外観を表す斜視図である。
【図９】（Ａ）は適用例２の表側から見た外観を表す斜視図であり、（Ｂ）は裏側から見た外観を表す斜視図である。
【図１０】適用例３の外観を表す斜視図である。
【図１１】適用例４の外観を表す斜視図である。
【図１２】（Ａ）は適用例５の開いた状態の正面図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）は閉じた状態の正面図、（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。
【図１３】実施例における各波長と透過率との関係を表した特性図である。
【図１４】従来例の構成を表す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本開示の実施の形態について図面を参照して以下の順に詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
１．表示素子
２．表示装置
［第２の実施の形態］
［変形例］
［適用例］
［実施例］
【００１９】
［第１の実施の形態］
１．表示素子
図１は本開示の第１の実施の形態に係る表示素子１０の断面構成を表したものである。表示素子１０は、基板１１上に陽極（第１電極）１２，発光層１３Ｃを含む有機層１３，中間電極（第２電極）１４，効率改善層１５および陰極（第３電極）１６をこの順に積層した構造を有する。本実施の形態における陽極１２は、光透過性を有する第１層１２Ａと、光透過性を有し、第１層１２Ａよりも屈折率の高い第２層１２Ｂとの積層構造を有し、第２層１２Ｂは有機層１３側に設けられている。また、陰極１６も陽極１２と同様に、光透過性を有する第１層１６Ａと、光透過性を有し、第１層１６Ａよりも屈折率の高い第２層１２Ｂとの積層構造を有し、有機層１３側に第２層１６Ｂが設けられている。効率改善層１５は、ここでは３層構造を有し、有機層１３側から陰極１６側に、屈折率の低い第１層１５Ａ，第１層よりも屈折率の高い第２層１５Ｂ，第２層よりも屈折率の低い第３層１５Ｃの順に積層されている。
【００２０】
この表示素子１０は、陽極１２から注入された正孔と、陰極１４から注入された電子とが発光層１３Ｃ内で再結合する際に生じた発光光を基板１１側および陰極１６側の両方から取り出す透明ディスプレイ型の表示素子である。
【００２１】
基板１１は、その一主面側に複数の表示素子１０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。
【００２２】
陽極１２は、基板１１側から光透過性を有する第１層１２Ａ，光透過性を有し、第１層１２Ａよりも相対的に屈折率の高い第２層１２Ｂの順に積層された構造を有する。陽極１２の積層方向の厚み（以下、短に厚みと言う）は、５ｎｍ以上３０００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２３】
第１層１２Ａは、効率よく有機層１３への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く、且つ、光透過性を有する材料、即ち、光の吸収率が低い材料を用いることが好ましい。具体的な材料としては、インジウムとスズの酸化物（Indium Tin Oxide：ＩＴＯ），ＩｎＺｎＯ（Indium Zinc Oxide：インジウム亜鉛オキサイド）酸化亜鉛（ＺｎＯ）とアルミニウム（Ａｌ）との合金，酸化ニッケル（ＮｉＯ）等が挙げられる。陽極１２は、これら透明導電膜による単層、あるいは複数の層からなる積層構造を有していてもよい。第１層１２Ａの厚みは、導電性を確保しつつ光の吸収は低い方がよいため、ディスプレイとして駆動できるシート抵抗を実現し、できる限り薄い方が好ましい。具体的には、５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２４】
第２層１２Ｂは、第１層１２Ａよりも屈折率の高く、例えば、酸化ニオブ（ＮｂＯ），酸化チタン（ＴｉＯ），酸化モリブデン（ＭｏＯ），酸化タンタル（ＴａＯ），酸化ジルコニウム（ＺｒＯ），酸化ハフニウム（ＨｆＯ），酸化バナジウム（ＶＯ），酸化タングステン（ＷＯ），酸化クロム（ＣｒＯ），酸化亜鉛（ＺｎＯ）および酸化スズ（ＳｎＯ）のうちの少なくとも１種類以上を含む透明膜である。第２層１２Ｂの材料としては、この他、ＮｂＯとＴｉＯとの混合物，ＴｉＯとＺｎＯとの混合物または酸化ケイ素（ＳｉＯ）とＳｎおとの混合物等を用いてもよい。また、第２層１２は上記材料の他、副成分としてランタノイド系列の元素の酸化物または酸化物層（自然酸化膜を含む）を含んでいてもよい。ランタノイド系列の元素の酸化物は透過率が高いため、これら酸化物を含むことにより第２層１２Ｂの透過率は良好となり、ディスプレイ全体としての透過率が高く維持される。また、第２層１２Ｂの厚みは、３ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。なお、上記酸化物の酸化数はいずれであってもよく、成膜方法および条件等により透過率と屈折率を満足できる条件を適宜選択すればよい。
【００２５】
なお、この表示素子１０を用いて構成される表示装置１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１２は画素毎にパターニングされ、基板１１に設けられた駆動用の薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）（図示なし）に接続された状態で設けられている。この場合には、陽極１２の上には隔壁１７（図４参照）が設けられ、隔壁１７の開口部から各画素の陽極１２の表面が露出されるように構成される。
【００２６】
有機層１３は、例えば、陽極１２側から順に正孔注入層１３Ａ，正孔輸送層１３Ｂ，発光層１３Ｃ，電子輸送層１３Ｄを積層した構成を有する。これら有機層１３は、詳細は後述するが、例えば真空蒸着法やスピンコート法等によって形成される。この有機層１３の上面は中間電極１４によって被覆されている。有機層１３を構成する各層の膜厚および構成材料等は特に限定されないが、一例を以下に示す。
【００２７】
正孔注入層１３Ａは、発光層１３Ｃへの正孔注入効率を高めると共に、リークを防止するためのバッファ層である。正孔注入層１３Ａの厚みは例えば５ｎｍ〜２００ｎｍであることが好ましく、さらに好ましくは８ｎｍ〜１５０ｎｍである。正孔注入層１３Ａの構成材料は、電極や隣接する層の材料との関係で適宜選択すればよく、例えばポリアニリン，ポリチオフェン，ポリピロール，ポリフェニレンビニレン，ポリチエニレンビニレン，ポリキノリン，ポリキノキサリンおよびそれらの誘導体、芳香族アミン構造を主鎖又は側鎖に含む重合体などの導電性高分子、金属フタロシアニン（銅フタロシアニン等），カーボンなどが挙げられる。導電性高分子の具体例としてはオリゴアニリンおよびポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）などのポリジオキシチオフェンが挙げられる。
【００２８】
正孔輸送層１３Ｂは、発光層１３Ｃへの正孔輸送効率を高めるためのものである。正孔輸送層１３Ｂの厚みは、素子の全体構成にもよるが、例えば５ｎｍ〜２００ｎｍであることが好ましく、さらに好ましくは８ｎｍ〜１５０ｎｍである。正孔輸送層１４ｂ１，１４ｂを構成する材料としては、有機溶媒に可溶な発光材料、例えば、ポリビニルカルバゾール，ポリフルオレン，ポリアニリン，ポリシランまたはそれらの誘導体，側鎖または主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体，ポリチオフェンおよびその誘導体，ポリピロールまたはＡｌｑ３などを用いることができる。
【００２９】
発光層１３Ｃでは、電界がかかると電子と正孔との再結合が起こり発光する。発光層１３Ｃの厚みは、素子の全体構成にもよるが、例えば１０ｎｍ〜２００ｎｍであることが好ましく、さらに好ましくは２０ｎｍ〜１５０ｎｍである。発光層１３Ｃは、それぞれ単層あるいは積層構造であってもよく、例えば赤色発光層，緑色発光層および青色発光層を積層した白色発光表示素子としてもよい。なお、各発光層の発光色は赤色，緑色，青色のいずれかに限らず、例えば橙色でもよい。この橙色の発光層と青緑色発光層とを積層することでも白色発光表示素子を構成することができる。
【００３０】
発光層１３Ｃを構成する材料は、それぞれの発光色に応じた材料を用いればよく、例えばポリフルオレン系高分子誘導体や、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体，ポリフェニレン誘導体，ポリビニルカルバゾール誘導体，ポリチオフェン誘導体，ペリレン系色素，クマリン系色素，ローダミン系色素，あるいは上記高分子に有機ＥＬ材料をドープしたものが挙げられる。ドープ材料としては、例えばルブレン，ペリレン，９，１０ジフェニルアントラセン，テトラフェニルブタジエン，ナイルレッド，クマリン６等を用いることができる。なお、発光層１３Ｃを構成する材料は、上記材料を２種類以上混合して用いてもよい。また、上記高分子量の材料に限らず、低分子量の材料を組み合わせて用いてもよい。低分子材料の例としては、ベンジン，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あるいはオリゴマーが挙げられる。
【００３１】
発光層１３Ｃを構成する材料としては、上記材料の他に発光性ゲスト材料として、発光効率が高い材料、例えば、低分子蛍光材料，りん光色素あるいは金属錯体等の有機発光材料を用いることができる。
【００３２】
なお、発光層１３Ｃは、例えば上述した正孔輸送層１３Ｂを兼ねた正孔輸送性の発光層としてもよく、また、後述する電子輸送層１３Ｄを兼ねた電子輸送性の発光層としてもよい。
【００３３】
電子輸送層１３Ｄは、発光層１３Ｃへの電子輸送効率を高めるためのものである。電子輸送層１３Ｄの厚みは素子の全体構成にもよるが、例えば５ｎｍ〜２００ｎｍであることが好ましく、より好ましくは１０ｎｍ〜１８０ｎｍである。
【００３４】
電子輸送層１３Ｄの材料としては、優れた電子輸送能を有する有機材料を用いることが好ましい。発光層１３Ｃの輸送効率を高めることにより、後述する電界強度による発光色の変化が抑制される。具体的には、例えばアリールピリジン誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体などを用いることが好ましい。これにより、低い駆動電圧でも高い電子の供給効率が維持される。この他、アルカリ金属，アルカリ土類金属，希土類金属およびその酸化物、複合酸化物，フッ化物，炭酸塩等が挙げられる。
【００３５】
中間電極１４は、陰極として働き、光透過性が良好で仕事関数が小さい材料、具体的には、アルカリ金属、マグネシウム（Ｍｇ）を含むアルカリ土類金属と、これら金属と錯体を形成しやすい有機材料とにより構成されている。このような有機材料としては、例えばＢＣＰ（バソクプロイン（４，７−ジフェニル−２，９−ジメチル−１，１０−フェナントロリン）），バソフェナントロリン，キノリン，フタロシアニン等の骨格を有する有機材料や電子輸送性を持つ有機材料が挙げられる。中間電極１４は、可視光領域に強い吸収を持たない構成である事が望ましいが、膜厚を極めて薄く構成すれば、それらの影響も充分に排除される。このことから中間電極１４の厚みは、例えば、１０ｎｍ以下であることが好ましい。また、酸化物を用いて透明導電膜を形成することによっても光取り出し率を担保することができる。この場合には、ＺｎＯ，ＩＴＯ，ＩＺｎＯ，ＩｎＳｎＺｎＯ等を用いる事が可能である。
【００３６】
効率改善層１５は、発光層１３Ｃにおいて発生した光の両面方向への取り出し効率を向上するものであり、厚みは、１０ｎｍ以上２００nm以下であることが好ましい。本実施の形態における効率改善層１５は、屈折率の異なる層を複数積層したものであり、具体的には、陽極１２側から屈折率の低い層（第１層１５Ａ），屈折率の高い層（第２層１５Ｂ），屈折率の低い層（第３層１５Ｃ）の順に積層された構成を有する。なお、ここでの屈折率の高低は、効率改善層１５を構成する層における屈折率の差である。また、第１層１５Ａおよび第３層１５Ｃの屈折率の差は特に問わず、第１層１５Ａおよび第３層１５Ｃ共に第２層１５Ｂよりも屈折率が低ければ同一の屈折率を有していてもよい。
【００３７】
効率改善層１５は有機材料によって構成されている。有機膜の屈折率は、成膜された膜密度，構成する有機材料の分子骨格およびその分子の取り得る立体配座によって規定される。本実施の形態における効率改善層１５では、概ね４６０ｎｍにおいて１．７〜２．２の屈折率を有する有機材料を用いることが好ましい。
【００３８】
また、一般的にアクセプタ性の強い有機材料とドナー性の強い有機材料を直接積層することにより、その界面にエキサイプレックス準位を形成しやすい。従って、本実施の形態の効率改善層１５は、同じような特性を有するアクセプタ性有機材料からなる層の積層、あるいは、ドナー性有機材料からなる層の積層によって構成することが好ましい。また、これに限らず、界面において新たなエキサイプレックス準位などを生じない組み合わせであれば、適宜積層することが可能である。
【００３９】
以上のことから、効率改善層１５に用いられる具体的な材料としては、例えば、ヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリル（ＨＡＴ−６ＣＮ）や４，４，４−トリス［Ｎ，Ｎ−（２−ナフチル）フェニルアミノ］トリフェニルアミン（２−ＴＮＡＴＡ），トリス［４−（２−チエニル）フェニル］アミン（ＴＴＰＡ），ナフチルジアミン（α−ＮＰＤ）等の３級アミン有機化合物が挙げられる。効率改善層１５（第１層１５Ａ〜第３層１５Ｃ）は、これら有機材料のうちいずれか１種類からなる単層，２種類以上を含む混合層としてもよい。この他、電子輸送性材料を用い、上記有機材料からなる層との積層構造としてもよい。また、屈折率や電荷移動度を調整するためにアルカリ金属，Ｍｇを含むアルカリ土類金属を混合した混合層としてもよく、これら有機材料により構成された有機膜の屈折率によって第１層１５Ａ，第２層１５Ｂ，第３層１５Ｃにそれぞれ適用すればよい。
【００４０】
なお、第３層１５Ｃは陰極１６との密着性を改善するためのものであり、必ずしも設ける必要はない。
【００４１】
陰極１６は、上述したように陽極１２と同様に、透過性を有する第１層１６Ａ，第１層よりも相対的に屈折率の高い第２層１６Ｂの２層構造を有し、効率改善層１５側から第２層１６Ｂ，第１層１６Ａの順に積層されている。陰極１６の全体の厚みは、３０ｎｍ以上２５００ｎｍ以下であることが好ましく、第１層１６Ａの厚みは５ｎｍ以上３０ｎｍ以下，第２層１６Ｂの厚みは１００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下あることが好ましい。第１層１６Ａおよび第２層１６Ｂの各構成は、それぞれ上記陽極１３の第１層１３Ａおよび第２層１３Ｂと同様の構成を有し、上記材料を適宜用いることができる。
【００４２】
（表示装置）
図２は、本実施の形態の表示素子１０を備えた表示装置１の構成を表すものである。この表示装置１は、有機ＥＬテレビジョン装置などとして用いられるものであり、例えば、基板１１の上に、表示領域１１０として、複数の表示素子１０（例えば、赤色発光表示素子１０Ｒ，緑色発光表示素子１０Ｇ，青色発光表示素子１０Ｂ）がマトリクス状に配置されたものである。表示領域１１０の周辺には、映像表示用のドライバである信号線駆動回路１２０および走査線駆動回路１３０が設けられている。なお、隣り合う表示素子１０の組み合わせが一つの画素（ピクセル）を構成している。
【００４３】
表示領域１１０内には画素駆動回路１４０が設けられている。図３は、画素駆動回路１４０の一例を表したものである。画素駆動回路１４０は、陽極１２の下層に形成されたアクティブ型の駆動回路である。すなわち、この画素駆動回路１４０は、駆動トランジスタＴｒ１および書き込みトランジスタＴｒ２と、これらトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２の間のキャパシタ（保持容量）Ｃｓと、第１の電源ライン（Ｖｃｃ）および第２の電源ライン（ＧＮＤ）の間において駆動トランジスタＴｒ１に直列に接続された表示素子１０（例えば、１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ）とを有する。駆動トランジスタＴｒ１および書き込みトランジスタＴｒ２は、一般的なＴＦＴにより構成され、その構成は例えば逆スタガ構造（いわゆるボトムゲート型）でもよいしスタガ構造（トップゲート型）でもよく特に限定されない。
【００４４】
画素駆動回路１４０において、列方向には信号線１２０Ａが複数配置され、行方向には走査線１３０Ａが複数配置されている。各信号線１２０Ａと各走査線１３０Ａとの交差点が、各表示素子１０のいずれか１つ（サブピクセル）に対応している。各信号線１２０Ａは、信号線駆動回路１２０に接続され、この信号線駆動回路１２０から信号線１２０Ａを介して書き込みトランジスタＴｒ２のソース電極に画像信号が供給されるようになっている。各走査線１３０Ａは走査線駆動回路１３０に接続され、この走査線駆動回路１３０から走査線１３０Ａを介して書き込みトランジスタＴｒ２のゲート電極に走査信号が順次供給されるようになっている。
【００４５】
図４は図２に示した表示領域１１０の断面構成を表したものである。各表示素子１０は、それぞれ、基板１１側から、画素駆動回路１４０の駆動トランジスタＴｒ１および平坦化絶縁膜（図示せず）を間にして、上述のように陽極１２，発光層１３Ｃを含む有機層１３，中間電極１４，屈折率の異なる層が積層された効率改善層１５，陰極１６がこの順に積層された構成を有し、各表示素子１０の間は隔壁１７によって区画されている。また、表示素子１０は保護層１８により被覆され、更にこの保護層１８上に熱硬化型樹脂または紫外線硬化型樹脂などの接着層（図示せず）を間にしてガラスなどよりなる封止用基板１９が全面にわたって貼り合わされることにより封止されている。保護層１８には、窒化ケイ素（代表的には、Ｓｉ3Ｎ4）膜、酸化ケイ素（代表的には、ＳｉＯ2）膜、窒化酸化ケイ素（ＳｉＮｘＯｙ：組成比Ｘ＞Ｙ）膜、酸化窒化ケイ素（ＳｉＯｘＮｙ：組成比Ｘ＞Ｙ）膜、またはＤＬＣ（Diamond Like Carbon）のような炭素を主成分とする薄膜、ＣＮＴ（Carbon Nanotube）膜等が用いられる。これらの膜は、単層または積層した構成とすることが好ましい。特に、窒化物からなる保護層は膜質が緻密であり表示素子１０に悪影響を及ぼす水分、酸素およびその他不純物に対して極めて高いブロッキング効果を有する。
【００４６】
隔壁１７は、陽極１２と陰極１４との絶縁性を確保すると共に発光領域を所望の形状にするためのものである。更に、有機層１３をインクジェット方式またはノズルコート方式等の塗布によって形成する際の隔壁としての機能も有している。隔壁１７は、例えば、ＳｉＯ2等の無機絶縁材料よりなる下部隔壁１７Ａの上に、ポジ型感光性ポリベンゾオキサゾール，ポジ型感光性ポリイミドなどの感光性樹脂よりなる上部隔壁１７Ｂを有している。隔壁１７には、発光領域に対応して開口が設けられている。なお、有機層１３乃至陰極１４は、開口だけでなく隔壁１７の上にも設けられていてもよいが、発光が生じるのは隔壁１７の開口だけである。
【００４７】
保護層１８は、例えば厚みが２〜３μｍであり、絶縁性材料または導電性材料のいずれにより構成されていてもよい。絶縁性材料としては、無機アモルファス性の絶縁性材料、例えばアモルファスシリコン（α−Ｓｉ）,アモルファス炭化シリコン（α−ＳｉＣ）,アモルファス窒化シリコン（α−Ｓｉ1-xＮx）、アモルファスカーボン（α−Ｃ）などが好ましい。このような無機アモルファス性の絶縁性材料は、グレインを構成しないため透水性が低く、良好な保護膜となる。
【００４８】
封止用基板１９は、表示素子１０の陰極１４の側に位置しており、接着層（図示せず）と共に表示素子１０を封止するものである。封止用基板１９は、表示素子１０で発生した光に対して透明なガラスなどの材料により構成されている。封止用基板１９には、例えば、カラーフィルタおよびブラックマトリクスとしての遮光膜（いずれも図示せず）が設けられていてもよい。また、表示素子１０で発生した光を取り出すと共に、各表示素子１０間の配線において反射された外光を吸収し、コントラストを改善するようになっていてもよい。但し、表示装置はパネル全体の透過率が担保されるべきであり、カラーフィルタを用いず、表示素子（表示素子）そのもののＲＧＢ等の発光色によりフルカラー化が実現できればそのほうが好ましい。ブラックマトリックスについても同様に、パネル全体の透過率を担保すべきであり、素子全体の構成から適宜選択することが好ましい。
【００４９】
カラーフィルタは、赤色フィルタ，緑色フィルタおよび青色フィルタ（いずれも図示せず）を有しており、順に配置されている。赤色フィルタ，緑色フィルタおよび青色フィルタは、それぞれ例えば矩形形状で隙間なく形成されている。これら赤色フィルタ，緑色フィルタおよび青色フィルタは、顔料を混入した樹脂によりそれぞれ構成されており、顔料を選択することにより、目的とする赤，緑あるいは青の波長域における光透過率が高く、他の波長域における光透過率が低くなるように調整されている。
【００５０】
遮光膜は、例えば黒色の着色剤を混入した光学濃度が１以上の黒色の樹脂膜、または薄膜の干渉を利用した薄膜フィルタにより構成されている。このうち黒色の樹脂膜により構成するようにすれば、安価で容易に形成することができるので好ましい。薄膜フィルタは、例えば、金属，金属窒化物あるいは金属酸化物よりなる薄膜を１層以上積層し、薄膜の干渉を利用して光を減衰させるものである。薄膜フィルタとしては、具体的には、Ｃｒと酸化クロム（ＩＩＩ）（Ｃｒ2Ｏ3）とを交互に積層したものが挙げられる。
【００５１】
ここで、表示素子１０を構成する陽極１２から陰極１４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、ＯＶＰＤ（Ｏrganic Ｖapor Ｐhase Ｄeposition）法などのドライプロセスによって形成できる。
【００５２】
また、有機層１３は、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。
【００５３】
この表示装置１では、各画素に対して走査線駆動回路１３０から書き込みトランジスタＴｒ２のゲート電極を介して走査信号が供給されると共に、信号線駆動回路１２０から画像信号が書き込みトランジスタＴｒ２を介して保持容量Ｃｓに保持される。すなわち、この保持容量Ｃｓに保持された信号に応じて駆動トランジスタＴｒ１がオンオフ制御され、これにより、表示素子１０に駆動電流Ｉｄが注入され、正孔と電子とが再結合して発光が起こる。
【００５４】
現在、報告されている透明ディスプレイでは、前述のように強キャビティ効果を有する表示素子を用い、発光層において発生した光を前方に集中することによりコントラストを改善し、視認性を向上している。しかしながら、強キャビティ効果を有する表示素子により構成された透明ディスプレイでは、背面側における発光強度は極めて弱く、鏡面状態になっている。このため背面側からの視認性は極めて悪く、透明ディスプレイに求められる前方および背面方向からのインタラクティビティは実現されていなかった。また、視認性のよい前方向においても、色度および輝度等の視野角依存性が大きく、どの方向から見ても同じ表示画面を確認できる透明ディスプレイとして最大の魅力は達成されていなかった。更に、前方から観察した場合のディスプレイの透過率も十分とはいえず、観察者が画面を通じた向こう側の世界と表示部との一体感を得ることは困難であった。
【００５５】
これに対して、本実施の形態では、発光層１３Ｃを含む有機層１３等を挟持する陽極１２および陰極１６を、それぞれ光透過性を有する第１層１３Ａ，１６Ａと、透過性を有すると共に、第１層１２Ａ，１６Ａよりも屈折率の高い第２層１２Ｂ，１６Ｂからなる２層構造とし、この２層のうち屈折率の高い第２層１２Ｂ，１６Ｂがそれぞれ有機層１３側になるように積層した。また、有機層１３と陰極１６との間に、有機層１３側から順に屈折率の低い第１層１５Ａ，第１層よりも屈折率の高い第２層１５Ｂおよび第２層１５Ｂよりも屈折率の低い第３層１５Ｃからなる効率改善層１５を設けるようにした。これにより、強キャビティ効果が低減されると共に、前面および背面への光の取り出し効率が向上する。
【００５６】
このように本実施の形態の表示素子１０およびこれを備えた表示装置１では、陽極１３を透過性を有する第１層と透過性を有し、第１層１３Ａよりも屈折率の高い第１層１３Ｂを設け、基板１１側から第１層１３Ａ，第２層１３Ｂの順に積層するようにしたので強キャビティ効果が低減され、視野角依存性が抑制されると共に、背面（基板１１）側からの透過性が向上する。また、発光層１３Ｃを含む有機層１３を介して陽極１２上に積層された中間電極１４の上に、屈折率の低い第１層１５Ａおよび第１層よりも屈折率の高い第２層１５Ｂをこの順に積層した効率改善層１５を設け、更に、透過性を有し、屈折率の高い第２層１６Ｂ，同じく透過性を有し、第２層１６Ｂよりも屈折率の低い第１層１６Ａの順に積層された陰極１６を設けるようにした。これにより、両面方向への光の取り出し効率が向上すると共に、発光効率が改善する。即ち、両方向（前面および背面）における透過率が向上すると共に、視野角依存性（特に色度視野角依存性）が低減され、視認性を向上することが可能となる。具体的には各波長（可視光領域４５０ｎｍ〜７００ｎｍ）における透過率の差が０．５以下、換言すると可視光領域における透過率の最大値と最小値との相対比が０．５以上とすることができる。また、表示素子１０、特に電極１２，１４，１６の透過性が向上するため、透過率の高い表示装置を作製することが可能となる。
【００５７】
更に、発光効率が改善され視認性を向上することにより、消費電力を低減することも可能となる。
【００５８】
また、本実施の形態では、効率改善層１５の第３層１５Ｃとして、第２層１５Ｂと陰極１６との間に第２層１５Ｂよりも屈折率の低い層を設けるようにしたので、陰極１６との密着性も向上し、長期信頼性が向上する。
【００５９】
ところで、フルカラー表示装置では、赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）等の各色を個々に発光する表示素子を用いるか、白色発光表示素子およびカラーフィルタを組み合わせることによりフルカラーを実現している。各色の表示素子を用いた表示装置では、その製造工程において赤色発光層，緑色発光層，青色発光層等をそれぞれ塗り分ける必要があり、製造工程が長く、繁雑になる。これに対して、白色発光表示素子およびカラーフィルタを組み合わせた表示装置では、表示素子を構成する各層をベタ膜で形成することが可能となるため、製造工程が短く簡易である。このため、白色発光表示素子を用いた表示装置の方が、製造歩留まりが高く、コストも低減できる構造として有望である。
【００６０】
しかしながら、上述したような強キャビティ構造を有する表示素子では、白色を構成しているいくつかの発光ピーク波長および白色の発光スペクトル全てにおいて満足できる光路長は存在しない。このため、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の発光層の発光中心と、反射面を形成している電極界面との光学距離は、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれにおいて異なる。このため、強キャビティ構造は各発光色ごとに適切な膜厚に調整された表示素子、即ち、赤色，緑色および青色等の発光層を単層備えた表示素子において有効な構造であった。このため製造歩留まりが高く、コストの低減が可能な表示装置には適さなかった。
【００６１】
これに対して、本実施の形態のように、強キャビティ効果を積極的に用いない表示素子１０では、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色における最適な光学干渉距離は、強キャビティ素子と比較して光学長のマージンを大きく取れる。このため、強キャビティ構造を有する表示素子よりも白色発光表示素子を構成する上で有利である。即ち、本実施の形態の表示素子１０では、上記効果に加えて、本実施の形態の表示素子１０を備えた表示装置において製造歩留まりおよびコストを低減することが可能となる。
【００６２】
なお、白色発光表示素子を用いてフルカラー表示装置を構成する場合にはカラーフィルタを用いる必要がある。特に、透明ディスプレイの表示素子として白色発光表示素子を用いる場合には双方向からの発光色に差が生じるおそれがあるため、前面および背面に２枚のカラーフィルタを設ける必要があるが、上述した理由によりパネル全体の透過率が低下するおそれがある。但し、このような透明ディスプレイは、双方向で異なる表示を行う表示装置に適用することができると考えられる。例えば、ノートＰＣ（Personal Computer）の表示パネルとして透明ディスプレイを用い、文字キャラクタの表示を行う場合には、観察者とは反対側の文字は反転し、そもそもインタラクティビティは期待できない。このような場合には、観察者側のみにカラーフィルタを設け、反対側にはカラーフィルタを設けない素子構成が可能であり、上述したような白色発光表示素子を用いたフルカラー表示装置にとっては好適な使用状況になると考えられる。また、文字キャラクタが極めて少ない映像情報を表示する広告媒体や環境に付加価値をもたらす表示装置（例えば、自然風景の表示による空間的な広がりを表現する環境創生デバイスなど）にとっては、本方式は魅力的なデバイスになると考えられる。
【００６３】
［第２の実施の形態］
図５は本開示の第２の実施の形態に係る表示素子２０の断面構成を表したものである。本実施の形態における表示素子２０は、陽極１２および中間電極１４との間に、発光層を含む有機層２層（有機層２１，２２）を接続層２３を介して積層した、いわゆるタンデム構造となっている点が上記第１の実施の形態とは異なる。有機層２１，２２は、上記第１の実施の形態における有機層１３と同様の構成を有し、陽極１２側から、それぞれ正孔注入層２１Ａ，２２Ａ，正孔輸送層２１Ａ，２２Ｂ，発光層２１Ｃ，２２Ｃ，電子輸送層２１Ｄ，２２Ｄの順に積層されている。本実施の形態における有機層２１，２２は上記第１の実施の形態における有機層２１の各層において記載した膜厚および構成材料等を適宜選択すればよい。なお、発光層２１Ｃ，２２Ｃは、それぞれ単層あるいは積層構造であってもよく、例えば発光層２１Ｃを赤色発光層と緑色発光層の積層、発光層２２Ｃを青色発光層の単層として白色発光表示素子としてもよい。この他、発光層２１Ｃを橙色発光層、発光層２２Ｃを青緑発光層として白色発光表示素子としてもよい。
【００６４】
接続層２３は、有機層２１および有機層２２を接続するためのものである。接続層２３の材料としては、従来のタンデム構造を有する表示素子において各有機層間に設けられている層を構成する材料、例えばバソクプロイン（ＢＣＰ）とセシウム（Ｃｓ）あるいはＡｌｑ３とリチウム（Ｌｉ）等を用いることができる。なお、接続層２３は下記の構成をとることにより、接続機能に加えて光電変換機能が付加される。これにより表示素子２０の発光効率が向上すると共に、寿命特性も改善される。
【００６５】
接続層２３は、例えば陽極１２側から電子注入層２２Ａ，中間層２２Ｂ，正孔注入層２２Ｃの順に積層された構成を有し、接続層２３全体の膜厚は、素子の構成によるが、例えば１ｎｍ〜１００ｎｍであることが好ましく、より好ましくは１０ｎｍ〜５０ｎｍである。
【００６６】
接続層２３を構成する材料は、隣接する有機層２１の電子輸送層２１Ｄおよび有機層２２の正孔注入層２２Ａの特性によって適宜選択される。以下に電子注入層２３Ａ，中間層２３Ｂおよび正孔注入層２３Ｃの材料の一例を説明する。
【００６７】
電子注入層２３Ａは電子ドナー性を有するものであり、その材料としては、例えば、Ｎ型ドーパントをドープした電子輸送性材料、具体的には、例えば上記電子輸送層２１Ｄに挙げた材料を用いることができる。Ｎ型ドープ材料としては、例えばアルカリ金属，アルカリ土類金属，またはこれらの酸化物，複合酸化物，フッ化物および有機錯体等が挙げられる。
【００６８】
特に、有機層２１の電子輸送層２１Ｄの電子移動度が比較的大きく、電子輸送層２１Ｄと電子注入層２３Ａとの間に大きな注入障害がない場合には、電気陰性度が小さく電子ドナー性に優れた材料が挙げられる。この中でも、膜状態における可視光領域での光吸収が小さい材料が好ましい。具体的には、例えばＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ等のアルカリ金属またはＢｅ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｒａ等のアルカリ土類金属が挙げられる。
【００６９】
電子注入層２３Ａ（電子ドナーユニット）は上記アルカリ金属またはアルカリ土類金属を単体で形成してもよいが、Ａｇ，Ｉｎ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ａｕ，ＣｕまたはＺｎ等との共蒸着膜を形成することによって膜状態の安定性を向上することができる。なお、共蒸着膜は上記金属を３種類以上用いた混合膜として形成してもよい。その場合には、光学的な光吸収ロスをできるだけ抑えるために、機能を発揮でき、且つ、膜として安定性を確保したうえで、できるだけ膜厚を薄くすることが好ましい。例えば、５ｎｍ以下が好適な膜厚である。また、共蒸着によって形成した電子ドナー性ユニット２３Ａは、上記アルカリ金属またはアルカリ土類金属と有機材料とを用いた混合膜を形成してもよい。混合する有機材料としては、高い電子輸送性を有する材料が好ましいが、絶縁性の高い材料や正孔輸送性材料でも構わない。例えば、Ａｌｑ３やα−ＮＰＤ等の材料を用いることができる。また、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の膜内での安定性の観点では、これらアルカリ金属およびアルカリ土類金属と金属錯体を形成する有機材料を用いることが好ましい。具体的には、例えば、バソフェナントロリンまたはバソクプロインやオキサジアゾール骨格等の錯形成をしやすい骨格を有する有機材料が挙げられる。
【００７０】
中間層２３Ｂは光電変換機能を有するものであり、光電変換機能を有する材料を少なくとも１種類含んでいる。これにより、有機層２１および有機層２２への陽極１２側および陰極１４側からそれぞれ注入される正孔および電子の輸送効率が向上する。このような材料としては、中間層２３Ｂ（光電変換ユニット）の最低電子非占有軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギー準位が隣接する電子注入層２３Ａ（電子ドナーユニット）および正孔注入層２３Ｃ（電子アクセプタユニット）のＬＵＭＯの真空準位から見て浅い値と同等以下であることが好ましく、より好ましくはより浅い準位となる材料である。更に、光電変換ユニット２３Ｂの最高電子占有軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギー準位が隣接する電子ドナーユニット２３Ａおよび電子アクセプタユニット２３ＣのＨＯＭＯの真空準位から見て深い値と同等以下であることが好ましく、より好ましくはより深い準位となる材料である。
【００７１】
具体的には、下記式（１）で示したペリレン誘導体、式（２）で示したポルフィリン誘導体、式（３）で示したフタロシアニン誘導体、式（４）で示したナフタロシアニン誘導体、式（５）で示したペンタセン誘導体を用いることが好ましい。
【００７２】
【化１】
2012238544.tif 000003
（Ｚ１〜Ｚ４は、それぞれ独立にカルボニル基を有する基あるいはその誘導体である。Ｚ１およびＺ２、Ｚ３およびＺ４はそれぞれ窒素または酸素を介した環状構造を形成してもよい。）
【００７３】
【化２】
2012238544.tif 000004
（Ｚ５〜Ｚ８は、それぞれ独立に芳香族環基、複素環基あるいはその誘導体である。）
【００７４】
【化３】
2012238544.tif 000005
（Ｒ１〜Ｒ２３はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜１２個の炭化水素基あるいはそれらの誘導体である。Ｍ１は周期律表４〜１４族の金属原子、あるいは該金属原子および酸素原子、ハロゲン原子またはシアノ基、メトキシ基等を配位子として含む原子団である。）
【００７５】
【化４】
2012238544.tif 000006
（Ｍ２は周期律表４〜１４族の金属原子、あるいは該金属原子および酸素原子、ハロゲン原子またはシアノ基メトキシ基等を配位子として含む原子団である。）
【００７６】
【化５】
2012238544.tif 000007
（Ｒ１７〜Ｒ３０はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜１２個の炭化水素基あるいはそれらの誘導体である。）
【００７７】
なお、上記周期律表４〜１４族の金属原子のうち、４族（特に、Ｔｉ）、５族（特に、Ｖ）、６族（特に、Ｍｏ）、７族（特に、Ｍｎ）、８族（Ｆｅ，Ｒｕ，Ｏｓ）、９族（Ｃｏ，Ｒｈ，Ｉｒ）、１０族（Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔ）、１１族（特に、Ｃｕ）、１２族（特に、Ｚｎ）、１３族（特に、Ａｌ）、１４族（特に、Ｐｂ）を用いることが好ましい。
【００７８】
式（１）に示したペリレン誘導体の具体例としては、以下の式（１−１）〜式（１−３）等の化合物が挙げられる。
【００７９】
【化６】
2012238544.tif 000008
【００８０】
式（２）に示したポルフィリン誘導体の具体例としては、以下の式（２−１）〜式（１−４）等の化合物が挙げられる。
【００８１】
【化７】
2012238544.tif 000009
【００８２】
式（３）に示したフタロシアニン誘導体の具体例としては、以下の式（３−１）〜式（１−１７）等の化合物が挙げられる。
【００８３】
【化８】
2012238544.tif 000010
【００８４】
【化９】
2012238544.tif 000011
【００８５】
式（４）に示したナフタロシアニン誘導体の具体例としては、以下の式（４−１）等の化合物が挙げられる。
【００８６】
【化１０】
2012238544.tif 000012
【００８７】
式（５）に示したペンタセン誘導体の具体例としては、以下の式（５−１）に示した化合物等が挙げられる。
【００８８】
【化１１】
2012238544.tif 000013
【００８９】
上記化合物の他に光電変換機能を有する材料としては、式（６−１）〜式（６−４）に示した炭素原子数６０以上のフラーレン，カーボンナノチューブ、グラフェンあるいはそれらの誘導体等が挙げられる。
【００９０】
【化１２】
2012238544.tif 000014
【００９１】
正孔注入層２３Ｃ（電子アクセプタユニット）は電子アクセプタ性を有するものであり、その材料としては、例えば、Ｐ型ドーパントをドープした正孔輸送性材料が用いられる。正孔輸送性材料は、例えば上記正孔輸送層１３Ｂに挙げた材料を用いることができる。Ｐ型ドープ材料としては、例えば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）およびヘキサアザシアノトリフェニレン（ＨＡＴ−６ＣＮ）等が挙げられる。
【００９２】
特に、有機層２２の正孔注入層２２Ａと電子アクセプタユニット２３Ｃとの間に、大きな注入障害がない場合には、上述した電子ドナーユニット２３Ａにおける材料選択と同様の考え方を用いることができ、例えば電子アクセプタ性に優れた有機材料を用いることができる。具体的には、アザトリフェニレンあるいはＴＣＮＱ等の骨格を有する電子アクセプタ性有機材料を単層あるいは金属等との混合膜として形成することが可能である。これに限らず、正孔移動度の大きな有機材料を、電子アクセプタ性有機材料と同様に単層あるいは金属等との混合膜で形成してもよい。ここで金属とは、例えばアルカリ金属，Ｍｇを含むアルカリ土類金属あるいは周期律表でＩＩＩＢ族およびＩＶＢ族の金属である。また、上記電子ドナーユニット２３Ａと同様に、膜状態における可視光領域での光吸収が小さい材料が好ましい。更に、膜厚についても光学的な光吸収ロスをできるだけ抑えるために、機能を発揮でき、且つ、膜として安定性を確保したうえで、できるだけ膜厚を薄くすることが好ましく、例えば、３０ｎｍ以下が好適な膜厚である。
【００９３】
なお、上記Ｎ型ドープ材料，光電変換性材料およびＰ型ドープ材料は一例であり、接続層２３内において第１発光ユニット層１４Ａおよび有機層２２に電子あるいは正孔をそれぞれ効率よく輸送することが可能であればよい。また、電子ドナーユニット２３Ａおよび電子アクセプタユニット２３Ｃは必ずしも上記ドープ材料を含んでいる必要はなく、各ユニット２３Ａ，２３Ｃがその性質を担保することが可能であれば単独材料により構成されていても構わない。
【００９４】
更に、接続層２３は、電子ドナーユニット２３Ａあるいは電子アクセプタユニット２３Ｃが光電変換ユニット２３Ｂを兼ねていてもよい。また、電子ドナーユニット２３Ａまたは電子アクセプタユニット層２３Ｃのどちらか一方がなくてもよく２層で構成されてもよい。あるいは両方の層がなく、光電変換ユニット２３Ｂのみでもよい。
【００９５】
本実施の形態の表示素子２０では、有機層を２層（有機層２１，２２）を接続層２３を介して積層したタンデム構造をするようにしたので、上記第１の実施の形態の表示素子１０の効果に加えて、更に発光効率が向上するという効果を奏する。また、接続層２３として光電変換機能を有する層（中間層２３Ｂ）を用いることにより、より発光効率が向上すると共に、寿命特性も改善される。なお、接続層２３は中間層２３Ｂを設けず、電子注入層２３Ａおよび正孔注入層２３Ｃの２層構造としても、従来のタンデム構造の表示素子よりも寿命特性は向上する。
【００９６】
［変形例］
図６は本実施の形態の変形例に係る表示素子３０の断面構成を表したものである。本変形例における表示素子３０は接続層３３を４層構造としたものである。具体的には、接続層３３のうち、中間層３３Ｂ（光電変換ユニット）を２層（第１層３３ａ、第２層３３ｂ）積層したものである。なお、第１層３３ａは電子アクセプタ光電変換ユニットであり、第２層３３ｂは電子ドナー光電変換性ユニットである。このように光電変換ユニット３３Ｂを２層としても上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、接続層３３をこのような構成とすることにより、有機層２１，２２を構成する層を少なくしても上記第２の実施の形態と同様の効果を得ることが可能である。但し、長期駆動における安定性が低下する可能性があるため、発光効率および長期駆動における安定性等を鑑みて、適宜素子構成を選択する必要がある。
【００９７】
［適用例］
以下、上記実施の形態および変形例で説明した表示素子を備えた表示装置の適用例について説明する。上記実施の形態の表示装置は、テレビジョン装置，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あるいはビデオカメラなど、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示装置に適用することが可能である。
【００９８】
（モジュール）
上記実施の形態および変形例の表示装置は、例えば、図７に示したようなモジュールとして、後述する適用例１〜５などの種々の電子機器に組み込まれる。このモジュールは、例えば、基板１１の一辺に、保護層１８および封止用基板１９から露出した領域２１０を設け、この露出した領域２１０に、信号線駆動回路１２０および走査線駆動回路１３０の配線を延長して外部接続端子（図示せず）を形成したものである。外部接続端子には、信号の入出力のためのフレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ；Flexible Printed Circuit）２２０が設けられていてもよい。
【００９９】
（適用例１）
図８は、上記実施の形態および変形例の表示装置が適用されるテレビジョン装置の外観を表したものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル３１０およびフィルターガラス３２０を含む映像表示画面部３００を有しており、この映像表示画面部３００は、上記実施の形態等に係る表示装置により構成されている。
【０１００】
（適用例２）
図９は、上記実施の形態および変形例の表示装置が適用されるデジタルカメラの外観を表したものである。このデジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部４１０、表示部４２０、メニュースイッチ４３０およびシャッターボタン４４０を有しており、その表示部４２０は、上記実施の形態等に係る表示装置により構成されている。
【０１０１】
（適用例３）
図１０は、上記実施の形態および変形例の表示装置が適用されるノート型パーソナルコンピュータの外観を表したものである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体５１０，文字等の入力操作のためのキーボード５２０および画像を表示する表示部５３０を有しており、その表示部５３０は、上記実施の形態等に係る表示装置により構成されている。
【０１０２】
（適用例４）
図１１は、上記実施の形態および変形例の表示装置が適用されるビデオカメラの外観を表したものである。このビデオカメラは、例えば、本体部６１０，この本体部６１０の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ６２０，撮影時のスタート／ストップスイッチ６３０および表示部６４０を有しており、その表示部６４０は、上記実施の形態等に係る表示装置により構成されている。
【０１０３】
（適用例５）
図１２は、上記実施の形態および変形例の表示装置が適用される携帯電話機の外観を表したものである。この携帯電話機は、例えば、上側筐体７１０と下側筐体７２０とを連結部（ヒンジ部）７３０で連結したものであり、ディスプレイ７４０，サブディスプレイ７５０，ピクチャーライト７６３０およびカメラ７７０を有している。そのディスプレイ７４０またはサブディスプレイ７５０は、上記実施の形態等に係る表示装置により構成されている。
【０１０４】
［実施例］
（実施例１）
次に、本開示の実施例について説明する。以下に示す実施例１−１〜１−４は第１の実施の形態（，第２の実施の形態および変形例）に対応するものである。比較例１−１は効率改善層１５を単層としたもの、比較例１−２は効率改善層１５の積層順序を上記実施の形態等とは逆、具体的には屈折率の大きな第２層，第２層よりも屈折率の小さい第１層，第２層の順に積層したもの、比較例１−３は陽極１３を強キャビティ効果を具現化できる構成としたものであり、その他の構成は、実施例１−１〜１−４と同様である。
【０１０５】
（実施例１−１〜１−４，比較例１−１〜１−３）
まず、３０ｍｍ×３０ｍｍのガラス板からなる基板１１上に、陽極１２の第１層１２Ａとして、ＩＴＯ層（膜厚約２０ｎｍ）を形成したのち、ＳｉＯ2蒸着により２ｍｍ×２ｍｍの発光領域以外を絶縁膜（図示せず）でマスクした表示素子用のセルを作製した。次に陽極１２の第２層１２Ｂとして、ＮｂＯを３０ｎｍ成膜した。成膜条件はＤＣスパッタ装置を用い、ガス組成比（Ａｒ：Ｏ＝４０：０．３）、パワー０．５ｋWで成膜した。
【０１０６】
続いて、発光層１３Ｃを含む有機層１３を形成した。まず、真空蒸着法により、正孔注入層１３Ａとして式（６）に示したＨＡＴ−６ＣＮを蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／ｓｅｃ，８ｎｍの膜厚で形成した。続いて、正孔輸送層１３Ｂとして式（７）に示したα−ＮＰＤを蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／ｓｅｃ，３５ｎｍの膜厚で形成したのち、ホストとして式（８）に示したＡＤＮを用いてドーパントは発光層１３Ｃを膜厚３０ｎｍで形成した。なお、ドーパントとしてはＢＤ−０５２ｘ（出光興産株式会社）を用いた。次に、電子輸送層１３Ｄとして、ＥＴＳ００７（出光興産株式会社）を膜厚９０ｎｍで蒸着した。
【０１０７】
【化１３】
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【０１０８】
【化１４】
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【０１０９】
【化１５】
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【０１１０】
続いて、陰極に相当するコンタクト性を向上し、電子注入性を担保する中間電極１４を作製した。具体的には、式（９）に示したバソクプロイン（ＢＣＰ）とＣａを２：１の膜厚比で４ｎｍ形成した。
【０１１１】
【化１６】
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【０１１２】
次に、効率改善層１５を真空蒸着法により形成した、まず、第１層１５Ａとして例えば、ＨＡＴ−６ＣNを蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／ｓｅｃ，８ｎｍの膜厚で形成した。続いて、第２層１５Ｂとして、例えば２ＴＡNＡＴＡを蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／ｓｅｃ，４０ｎｍの膜厚で形成したのち、第３層１５Ｃとして、例えばＨＡＴ−６ＣNを蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／ｓｅｃ，８ｎｍの膜厚で形成した。
【０１１３】
最後に、陰極１６の第２層１６ＢとしてＮｂＯ膜を陽極１３の第２層１３Ｂと同様の条件を用いて、膜厚３０ｎｍで成膜したのち、陰極１６の第１層１６ＡとしてＩＺＯをスパッタリング法にて膜厚２μｍで成膜し、表示素子１０（２０，３０）を作製した。
【０１１４】
以上のように作製した表示素子１０（２０，３０）について、基板１１側（背面側）における発光効率を測定し、比較例１を１００とした場合の相対効率改善率（％）を算出した。表１は実施例１−１〜１−４および比較例１−１〜１−３の中間電極１４および効率改善層１５（１５Ａ〜１５Ｃ）の構成材料，４６０ｎｍにおける屈折率および相対効率改善率（％）を示したものである。
【０１１５】
【表１】
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【０１１６】
表１から、単に陽極１３および中間電極１４に弱キャビティとなる材料を用いた比較例１−１と比較して、中間電極１４と陰極１６との間に効率変換層１５を設けた実施例１−１〜１−４において、背面側の発光効率が改善されたことがわかる。また、比較例１−１よりも効率改善層１５の積層順序を逆に積層した比較例１−２では相対効率改善率低かった。このことから透明ディスプレイパネルの両面、特に背面方向への光の取り出し率を向上するためには、効率改善層１５の積層順序、即ち、屈折率の相対関係が重要であることがわかる。具体的には、中間電極１４側から、低い層，高い層，低い層の順に積層することにより、前面および背面の両面へ効率的に光を取り出すことができる。なお、３層目、即ち相対的に屈折率の低い第３層１５Ｃは陰極１６との密着性を向上するためのものであり、ここには示していないが、第３層１５Ｃを設けなくても背面側の発光効率は、特に変化しない。即ち、中間電極１４と陰極１６との間に、中間電極１４側から相対的に屈折率の低い第１層１５Ａ，相対的に屈折率の高い第２層１５Ｂを設けることにより、背面側の発光効率を改善し、４５０ｎｍ〜７００ｎｍにおける透過率変化を抑えながら発光効率の改善が可能な表示素子が得られる。
【０１１７】
なお、比較例１−３は、中間電極１４に用いたＭｇＡｇ（１０：１）による強キャビティ効果により、ここには示していないが一方向、即ち陰極１６側（前面側）の輝度は他の実施例および比較例よりも高くなった。しかしながら、表１に示したように他方向、即ち基板１１側（背面側）の輝度は、例えば実施例１と比較すると３割程度低下している。このように、強キャビティ効果を用いた表示素子によって構成されるディスプレイでは一方向からの視認性が極端に低下すると共に、電極に反射性を有する材料を用いることによってその透過率も半分程度に低下し、透明感が損なわれる。
【０１１８】
（実施例２）
次に、実施例１および比較例１と同様の構成および膜厚を有する表示素子（実施例２および比較例２）における実用領域（可視光領域；４５０ｎｍ〜７００ｎｍ）の透過率を測定した。図１３（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ実施例２および比較例２の各波長における透過率の測定結果を表した特性図である。
【０１１９】
図１３（Ａ），（Ｂ）から青色発光光領域の取り出し率は実施例２および比較例２は共に高いが、比較例２の緑色発光領域および赤色発光領域の透過率は、実施例２の透過率よりも大幅に低いことがわかる。即ち、表示素子を本実施の形態のように構成することで、従来の構成を有する表示素子よりも各波長における透過率の差が大幅に低減されることがわかる。具体的には、４５０ｎｍ〜７００ｎｍにおける透過率の差（最大透過率と最小透過率との相対比）は、比較例２では０．９程度であるのに対し、実施例２では０．３５程度、相対比としては約０．６５に改善されている。比較例２における各波長における透過率の差は、効率改善層１５を構成する積層構造のインピーダンスがマッチングしていないためであると考えられる。このように各波長における透過率の違いを有する比較例２のような構成は、緑色発光表示素子、赤色発光表示素子や白色発光表示素子には適していないことがわかる。
【０１２０】
なお、本実施例１，２では、発光層を含む有機層を１組備えた表示素子（第１の実施の形態に対応）を用いて評価を行ったが、第２の実施の形態のように発光層を含む有機層を複数備え、各有機層の間に接続層を設けたタンデム構造を有する表示素子においても、本実施例の結果と同程度の相対効率改善率が得られた。
【０１２１】
以上、第１の実施の形態，第２の実施の形態および変形例を挙げて本技術を説明したが、本技術は、上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形することが可能である。
【０１２２】
例えば、上記実施の形態等では、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ついて説明したが、これに限らずパッシブマトリックス方式の表示装置としてもよい。更にまた、アクティブマトリックス駆動のための画素駆動回路の構成は、上記実施の形態で説明したものに限られず、必要に応じて容量素子やトランジスタを追加してもよい。その場合、画素駆動回路の変更に応じて、上述した信号線駆動回路１２０や走査線駆動回路１３０のほかに、必要な駆動回路を追加してもよい。
【０１２３】
また、上記実施の形態等において説明した各層の材料および厚み、または成膜方法および成膜条件などは限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよく、または他の成膜方法および成膜条件としてもよい。例えば、各層の膜厚は、表示素子を構成する有機膜，透明導電膜，透明酸化膜等の全体の膜厚構成から、光学的に最適な値を適宜採用すればよい。
【０１２４】
また、上記実施の形態等では、表示素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ等の構成を具体的に挙げて説明したが、全ての層を備える必要はなく、また、他の層を更に備えていてもよい。例えば、正孔注入層１３Ａ上に正孔輸送層１３Ｂを形成せず、直接発光層１３Ｃを形成してもよい。
【０１２５】
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）光透過性を有する第１電極および第２電極との間に発光層を含む有機層を１または２以上有する表示素子であって、前記第２電極の、前記発光層とは反対側に設けられた第３電極と、前記発光層からの光の取り出し効率を改善すると共に、前記第２電極と第３電極との間に設けられた効率改善層とを備え、前記第１電極および第３電極は光透過性を有する第１層と、光透過性を有すると共に、前記第１層よりも屈折率の高い第２層との積層構造を有する表示素子。
（２）前記第１電極および第３電極の第２層は、それぞれ前記発光層側に設けられている、前記（１）に記載の表示素子。
（３）前記第１電極および第３電極の第２層は、酸化ニオブ，酸化チタン，酸化モリブデン，酸化タンタル，酸化ジルコニウム，酸化バナジウム，酸化タングステン，酸化クロム，酸化亜鉛および酸化スズのうちの少なくとも１種を含む、前記（１）または（２）に記載の表示素子。
（４）前記第１電極および第３電極の第２層は、酸化ニオブと酸化チタンとの混合物，酸化チタンと酸化亜鉛の混合物，または酸化ケイ素と酸化スズとの混合物を含む、前記（１）乃至（３）のいずれか１つに記載の表示素子。
（５）前記効率改善層は、有機材料を含む第１層と、有機材料を含むと共に、前記第１層よりも屈折率の高い第２層との少なくとも２層構造を有する、前記（１）乃至（４）のいずれか１つに記載の表示素子。
（６）前記効率改善層は、前記第１電極側から第１層，第２層の順に積層されている、前記（５）に記載の表示素子。
（７）４５０ｎｍ〜７００ｎｍにおける光の透過率の最大値と最小値との相対比が０．５以上である、前記（１）乃至（６）のいずれか１つに記載の表示素子。
（８）前記複数の発光層は接続層を介して積層されている、前記（１）乃至（７）のいずれか１つに記載の表示素子。
（９）表示素子を複数備えた表示装置であって、前記表示素子は、光透過性を有する第１電極および第２電極との間に設けられた１または２以上の発光層を有し、前記第２電極の、前記発光層とは反対側に設けられた第３電極と、前記発光層からの光の取り出し効率を改善すると共に、前記第２電極と第３電極との間に設けられた効率改善層とを備え、前記第１電極および第３電極は光透過性を有する第１層と、光透過性を有すると共に、前記第１層よりも屈折率の高い第２層との積層構造を有する表示装置。
（１０）表示部に表示素子を複数備えた表示装置を有する電子機器であって、前記表示素子は、光透過性を有する第１電極および第２電極との間に設けられた１または２以上の発光層を有し、前記第２電極の、前記発光層とは反対側に設けられた第３電極と、前記発光層からの光の取り出し効率を改善すると共に、前記第２電極と第３電極との間に設けられた効率改善層とを備え、前記第１電極および第３電極は光透過性を有する第１層と、光透過性を有すると共に、前記第１層よりも屈折率の高い第２層との積層構造を有する電子機器。
【符号の説明】
【０１２６】
１…表示装置、１０，２０，３０…表示素子、１１…基板、１２…陽極、１３，２１，２２…有機層、１３Ａ…正孔注入層、１３Ｂ…正孔輸送層、１３Ｃ…発光層、１３Ｄ…電子供給層、１４…中間電極、１５…効率改善層、１６…陰極、１７…隔壁、１８…保護層、１９…封止用基板、２３，３３…接続層、２３Ａ，３３Ａ…電子注入層（電子ドナーユニット）、２３Ｂ，３３Ｂ…中間層（光電変換ユニット）、２３Ｃ，３３Ｃ…正孔注入層（電子アクセプタユニット）。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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