CN107004772A - 有机el元件和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种有机EL元件，其设置有：第一电极；第二电极；以及布置在第一电极和第二电极之间的有机层，并且包括发光层。该有机层包括在第一电极和发光层之间的：第一层，其包含具有取向的多环芳族烃化合物；以及第二层，与第一层相比，第二层包含更多的氮元素。

Description

有机EL元件和显示装置
技术领域
本发明涉及一种有机电致发光(EL)元件和利用有机EL现象发光的显示装置。
背景技术
近年来，在进行图像显示的显示装置的领域中，已经开发了使用电流驱动型光学元件作为发光元件的显示装置(有机EL(电致发光)显示装置))，其中，发光亮度随着诸如有机EL元件的流动电流的值而变化，并且这种显示装置的产品商品化已经推进。与液晶元件或任何其他等效元件不同，这种有机EL元件是自发光元件，因此不需要单独提供光源(背光)。因此，与涉及光源的液晶显示装置相比，有机EL显示装置具有图像的可视性更高、功耗更低、响应速度更快的特点。
通常对显示装置希望高图像质量，并且已经相应地开发了用于提高图像质量的很多不同技术。例如，PTL 1公开了一种显示装置，包括：第一元件，其将发光元件的光传播并发射到外部；以及第二元件，其分割每个子像素，其中，第一元件和第二元件由具有彼此不同的折射率的材料制成。在该显示装置中，在面向第一元件的第二元件的表面上反射通过第一元件传播的光，从而提高光提取效率。
引用列表
专利文献
[PTL 1]日本未审查专利申请公开号2013-191533
发明内容
同时，使用气相沉积法形成包括发光层的有机层，与形成在底面上的有机层的厚度相比，形成在诸如隔板的侧面等锥形表面上的有机层的膜厚(厚度)变小了约三分之一至约五分之一。当使用气相沉积方法形成上述PTL 1中公开的显示装置的有机层时，在第二元件的侧面与由侧面和隔板分割的发光区域的底面之间的边界附近的有机层的厚度变小，因此有可能在有机层的薄膜区域，特别是在第二元件的侧面与发光区域的底面之间的边界附近，可能发生漏电流，这可能导致电流效率的劣化。
因此，期望提供一种能够提高电流效率的有机EL元件，以及使用这种有机EL元件的显示装置。
根据该技术的一个实施方式的有机EL元件包括：第一电极和第二电极；以及有机层，其设置在第一电极和第二电极之间，有机层包括发光层，其中，有机层包括在第一电极和发光层之间的：第一层，其包含具有取向的多环芳族烃化合物；以及第二层，与第一层相比，其包含量更大的氮元素。
根据该技术的一个实施方式的显示装置包括多个上述有机EL元件。
在根据本技术的各个实施方式的有机EL元件和具有有机EL元件的显示装置中，在第一电极和发光层之间设置了第一层和第二层，第一层包含具有取向的多环芳族烃化合物，并且第二层与第一层相比包含量更大的氮元素。这提高了第一电极和发光层之间的电荷流动。
在根据本技术的各个实施方式的有机EL元件和设置有该有机EL元件的显示装置中，在第一电极和发光层之间设置了第一层和第二层，第一层包含具有取向的多环芳族烃化合物，并且第二层与第一层相比包含量更大的氮元素，这提高了第一电极和发光层之间的电荷流动。这使得可以减少漏电流的产生并且提高电流效率。应注意，上述效果不一定是限制性的，并且可以提供本公开内容中描述的任何效果。
附图说明
[图1]图1是根据本公开内容的一个实施方式的有机EL元件的剖视图；
[图2]图2是设置有在图1中所示的有机EL元件的显示装置的剖视图；
[图3]图3是在图2中所示的显示装置的配置的平面图；
[图4]图4是示出了在图3中所示的像素驱动电路的示例的示图；
[图5A]图5A是在图2中所示的显示装置中的子像素的配置的示例的平面图；
[图5B]图5B是在图2中所示的显示装置中的子像素的配置的另一示例的平面图；
[图5C]图5C是在图2中所示的显示装置中的子像素的配置的又一示例的平面图；
[图6A]图6A是在图2中所示的显示装置中的子像素的配置的又一示例的平面图；
[图6B]图6B是图2所示的显示装置中的子像素的配置的又一示例的平面图；
[图7]图7是作为本公开内容的比较示例的有机EL元件的剖视图；
[图8]图8是根据本公开内容的变形例1的有机EL元件的剖视图；
[图9]图9是本公开的变形例2的有机EL元件的剖视图；
[图10]图10是示出本公开内容的有机EL元件的发光强度的提高的特性图；
[图11]图11是包括上述显示装置的模块的简化配置的平面图；
[图12A]图12A是当从前面观察时本公开内容的应用示例1的智能电话的外观的透视图；
[图12B]图12B是当从后面观看时在图11A中所示的智能电话的外观的透视图；
[图13A]图13A是本公开内容的应用示例2的平板电脑的外观的示例的透视图；
[图13B]图13B是本公开内容的应用示例2的平板电脑的外观的另一示例的透视图；以及
[图14]图14是本公开内容的应用示例3的外观的透视图。
具体实施方式
在下文中，参考附图，详细描述本公开内容的一些实施方式。按以下顺序给出说明。
1.实施方式
(具有在发光层和阴极之间包含两层的电子供应层的示例)
1-1.基本配置
1-2.显示装置
2.变形例
2-1.变形例1(在电子供应层和阴极之间设置金属掺杂层的示例)
2-2.变形例2(具有其中层压了两个发光层的迭层结构的示例)
3.工作示例
4.应用示例
[1.实施方式]
(1-1.基本配置)
图1示出了根据本公开内容的一个实施方式的有机EL元件10的横截面配置，并且图2示出了本公开内容的显示装置1的横截面配置。用作有机EL电视设备或任何其他相似设备的显示装置1是顶面发光(顶部发射)显示装置，该显示装置从驱动基板11的相对侧(从反向基板31侧)提取在重新组合从阳极注入的空穴和从阴极20注入发光层(蓝色发光层14和黄色发光层18)的内部的电子时出现的发射光。此外，显示装置1使用例如发射白光的有机EL元件10和滤色器33提取R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)的任何彩色光。例如，有机EL元件10具有在驱动基板11上按此顺序层压的配置：阳极12、有机层X以及阴极20。其中，在有机层X中，例如，从阳极12侧按此顺序进行层压：空穴供应层13、发光层14和电子供应层15。
在本实施方式中，电子供应层15具有其中层压了第一层15A和第二层15B的配置，该第一层包含具有取向的多环芳烃化合物，且该第二层包含了比第一层15A更大量的氮元素。
此外，在本实施方式中，在阳极12上设置多个开口27A，每个开口由配置隔板27的绝缘膜提供，该阳极是为配置像素的子像素5R、5G和5B中的每个单独设置的。
驱动基板11是支撑构件，在该支撑构件上，有机EL元件10在其一个主表面侧上以阵列形成。驱动基板11的构成材料是迄今公知的任何材料，并且例如，使用由石英、玻璃、金属箔或树脂材料制成的薄膜、薄片、或其他相似的类似材料。首先，可优选石英和玻璃。树脂材料的示例包括：由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)表示的甲基丙烯酸酯树脂；聚酯，例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)和聚萘二甲酸丁二醇酯(PBN)；聚碳酸酯树脂；或任何其他等效材料。然而，需要采用一种层压结构或进行表面处理以抑制水透水性或透气性。
栅电极21设置在驱动基板11上。栅电极21由例如钼(Mo)或任何其他等效材料制成。在驱动基板11和栅电极21上设置有绝缘层22。绝缘层22由例如氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN x)或任何其他等效材料制成。在绝缘层22上，沟道层23设置在与栅电极21对应的区域。栅电极21和沟道层23用于配置驱动晶体管DRTr(例如，在图4中的Tr1)或任何其他元素。应注意，在该示例中，晶体管被配置在所谓底栅结构中，其中，沟道层23设置在栅电极21的顶部上；然而，该配置不限于此。或者，晶体管可以配置在所谓的顶栅结构中，其中，沟道层设置在栅电极的底部。在沟道层23和绝缘层22上，设置有绝缘层24。例如，绝缘层24由与绝缘层22的材料相似的材料制成。此外，在设置沟道层23的区域的部分，设置一对源极和漏极25以穿过绝缘层24。源极和漏极25可以包括例如三层钛(Ti)/铝(Al)/钛(Ti)。在绝缘层24和源极和漏极25上，设置有绝缘层26。绝缘层26由例如聚酰亚胺树脂、丙烯酸树脂或任何其他等效材料制成。在绝缘层26上，设置开口26A，在下文所述的阳极12和与驱动晶体管DTr的源极相关的源极和漏极25之间进行电气连接。
对于阳极12，为了有效地将空穴注入到发光层14内，可以优选使用从电极材料的真空度具有大的功函数的构成材料。具体而言，可以独立或以混合状态使用例如，铬(Cr)、金(Au)、氧化锡(SnO2)和锑(Sb)的合金、氧化锌(ZnO)和铝(Al)的合金、银(Ag)合金、这些金属或合金材料中的任何氧化物、或任何其他等效材料。
此外，阳极12可以被配置成层压结构，其包括具有优异的光反射率的层(下层)和设置在下层的顶部的具有高透光性能和大的功函数的层(上层)。对于下层的构成材料，优选使用包含Al作为主要成分的合金。作为辅助成分，使用具有比作为主要成分的Al小的功函数的任何元素。作为这种辅助成分，可以优选使用镧系元素。镧系元素的功函数不大：然而，包括这些元素，提高了阳极的稳定性和阳极的空穴注入性能。或者，作为辅助构成，可以使用除镧系元素以外的任何其他元素，例如，硅(Si)和铜(Cu)。
例如，如果使用诸如钕(Nd)、镍(Ni)和钛(Ti)的用于稳定Al的材料，则配置下层的Al合金层中的辅助成分的含量总共可以优选为约10wt％或更少。这使得可以保持Al合金层中的反射率，并且在有机EL元件的制造过程中保持Al合金层处于稳定状态。此外，这确保了实现处理精度和化学稳定性。此外，也提高了阳极12的导电性以及阳极12和驱动基板11之间的粘附性。应注意，上述金属材料(例如，Nd)的功函数较小，并且因此，如果使用通常用于空穴供应层13(将在稍后描述)的胺类材料，则空穴注入阻碍变大。在这种情况下，以在阳极12的界面上形成将诸如7,7,8,8-四氰基-2,3,5,6-四氟醌二甲烷(F4-TCNQ)的受体材料与胺类材料混合的层或使用诸如聚乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT-PSS)等材料的p型掺杂层的方式，可以减少空穴注入阻碍，抑制驱动电压上升。除了上述方式之外，使用下文描述的氮杂亚硝基衍生物，允许在抑制驱动电压上升的同时稳定元素。
对于上层的构成材料，可以使用Al合金的氧化物、钼的氧化物(Mo)、锆(Zr)的氧化物、Cr的氧化物和(Ta)钽的氧化物。例如，如果上层是包含作为辅助成分的镧系元素Al合金(包括天然氧化物膜)的氧化物层，则镧系元素的氧化物具有高透光率，并且因此，包含这种氧化物的上层的透光率变得有利。结果，下层表面上的反射率保持在高水平。此外，使用诸如ITO(氧化铟锡)和IZO(氧化铟锌)等材料的透明导电层作为上层，提高了阳极12的电子注入特性。应注意，ITO和IZO均具有大的功函数，因此可以提高载流子注入效率，并且通过将ITO或IZO用于与驱动基板11接触的层(即下层)来提高阳极12和驱动基板11之间的粘附性。
应注意的是，在使用有机EL元件10配置的显示装置的驱动方法是有源矩阵方法的情况下，阳极12设置为基于每个像素来图案化的状态并且耦合到设置在驱动基板11上的驱动晶体管DRTr。在这种情况下，进行如下配置，其中，隔板27设置在阳极12上，并且每个像素的阳极12的表面从隔板27的开口27A露出。
隔板27用于确保阳极12和阴极20的绝缘性能，并且限定发光区域的期望形状。此外，隔板27还具有在制造工艺中使用喷墨法、喷嘴涂布法或任何其他等效方法进行涂布时待使用作为隔板的功能。隔板27由诸如SiO2等无机绝缘材料或诸如正型光敏聚苯并恶唑和正型感光性聚酰亚胺等感光性树脂材料构成。在隔板27上，对应于发光区域设置开口27A(例如，参照图5A)。在本实施方式中，多个开口27A设置在单个阳极12上，如在图5B和5C中所示。应注意，在这些示例中，开口27A显示为圆形；然而，这并不是限制的。例如，如在图6A中所示，开口27A可以交替地具有矩形形状。此外，开口27A的放置位置也没有特别限制。例如，可以采用所谓的紧密包装布局，如在图6B中所示。应注意，例如，开口27A的侧表面(倾斜表面)相对于阳极12的电极表面的倾斜角度可以优选为45°或以上。
空穴供应层13是提高向发光层14注入空穴的效率并且防止渗漏的缓冲层。根据有机EL元件10的整体配置，特别是与下文描述的电子供应层15的关系，空穴供应层13的厚度优选地可为例如至少5nm，但不超过60nm。
可以根据电极(阳极12和阴极20)的材料和相邻层的材料来适当地选择空穴供应层13的构成材料。构成材料的示例包括：苯精、苯乙烯基胺、三苯基胺、卟啉、三亚苯基、氮杂三亚苯基、四氰基醌二甲烷、三唑、咪唑、恶二唑、聚芳基烷烃、苯二胺、芳基胺、恶唑、蒽、芴酮、腙、芪或这些材料的衍生物、或杂环共轭基单体、低聚物或聚合物，例如聚硅烷基化合物、乙烯基咔唑基化合物、噻吩基化合物或苯胺基化合物。可以使用任何上述材料作为构成材料。
此外，具体材料的示例包括α-萘基苯基苯二胺、卟啉、金属四苯基卟啉、金属萘酞菁、六氰基亚氨基三亚苯、7,7,8,8-四氰基醌二甲烷(TCNQ)、F4-TCNQ、四氰基4,4,4-三(3-甲基苯基苯基氨基)三苯胺、N,N,N',N'-四(对甲苯基)对苯二胺、N,N,N',N'-四苯基-4,4'-二氨基联苯、N-苯基咔唑、4-二对甲苯基氨基芪、聚(对亚苯基亚乙烯基)、聚(噻吩乙烯)和聚(2,2'-噻吩基吡咯)。
发光层14是当向阳极12和阴极20施加电场时，从阳极12侧注入的空穴和从阴极20侧注入的电子重新组合的区域。优选地，发光层14的构成材料可以具有电荷注入功能(当施加电场时能够从阳极12或空穴供应层13注入空穴，并且从阴极20或电子供应层15注入电子的功能)、传输功能(使用电场的力量传输注入的空穴和电子的功能)和发光功能(提供用于重新组合电子和空穴的场以导致发光的功能)。
例如，发光层14是在红色发光层和绿色发光层分别发出红光和绿光的情况下由加入聚合物发光材料中的低分子材料的混合材料制成。低分子材料是具有2到10个键合单体的单体或低聚物，并且可以优选地具有5万或以下的重均分子量。应注意，不一定排除重均分子量超过上述范围的任何低分子材料。低分子材料的具体示例包括聚芴系聚合物衍生物、(聚)对亚苯基亚乙烯基衍生物、聚亚苯基衍生物、聚乙烯基咔唑衍生物、聚噻吩衍生物、苝类颜料、香豆素类颜料、罗丹明类颜料、或包含掺杂有机EL材料的任何上述聚合物材料的材料。作为掺杂材料，可以使用例如红荧烯、苝、9,10-二苯基蒽、四苯基丁二烯、尼罗红，香豆素6或任何其他等效材料。
此外，要加入红色发光层和绿色发光层的低分子材料是指除了包括以这种方式生成的高分子量聚合物或缩合物的分子的化合物以外的材料，使得低分子化合物重复相同或相似的链式反应，并且将这种材料定义为具有基本上单分子量。此外，这种材料由于加热而不会在分子之间形成新的化学键，并且以单分子状态存在。这种低分子材料的重均分子量(Mw)可以优选为5万或以下。这是因为与具有例如Mw超过五万的较大分子量的材料相比，在某种程度上具有较小分子量的材料具有更多不同的特性，并且更容易地调节空穴或电子的迁移率以及对带隙或溶剂的溶解度。
对于这种低分子材料，可以使用例如苯精、苯乙烯基胺、三苯基胺、卟啉、三亚苯基、氮杂三亚苯基、四氰基醌二甲烷、三唑、咪唑、恶二唑、聚芳基烷烃、苯二胺、芳基胺、恶唑、蒽、芴酮、腙、芪或这些材料的衍生物、或杂环共轭基单体、低聚物或聚合物，例如聚硅烷基化合物、乙烯基咔唑基化合物、噻吩基化合物或苯胺基化合物。
此外，具体材料的示例包括但不限于α-萘基苯基苯二胺、卟啉、金属四苯基卟啉、金属萘酞菁、六氰基亚氨基三亚苯、7,7,8,8-四氰基醌二甲烷(TCNQ)、7,7,8,8-四氰基-2,3,5,6-四氟醌二甲烷(F4-TCNQ)、四氰基4,4,4-三(3-甲基苯基苯基氨基)三苯胺、N,N,N',N'-四(对甲苯基)对苯二胺、N,N,N',N'-四苯基-4,4'-二氨基联苯、N-苯基咔唑、4-二对甲苯基氨基芪、聚(对亚苯基亚乙烯基)、聚(噻吩乙烯)和聚(2,2'-噻吩基吡咯)。
应注意，对于要加入红色发光层和绿色发光层的低分子材料，不仅可以是一种材料，而且可以是多种材料混合。此外，根据有机EL元件的配置，红色发光层和绿色发光层的厚度均可以优选地为例如至少10nm，但不超过200nm。
例如，如果发光层14是所谓的蓝色发光层，则这种层由低分子材料配置，并且由至少两种包括主体材料和客体材料的材料构成。作为构成蓝色发光层的主体材料，可以优选地使用下面给定的公式(1)表示的化合物。
(R1到R6均为：氢原子、卤素原子、羟基、氰基和硝基中的一个；具有羰基的碳数为50或以下的基团、具有羰基酯基的碳数为50或以下的基团、碳数为50或以下的烷基、碳数为50或以下的烯基、碳数为50或以下的烷氧基及其衍生物中的一个；或具有甲硅烷基的碳数为30或以下的基团、具有芳基的碳数为30以下的基团、具有杂环基的碳数为30以下的基团、具有氨基的碳数为30以下的基团及其衍生物中的一个。应注意，在使用任何上述取代基的情况下，碳数包括所使用的取代基的碳数)。
由公式(1)中的R1至R6均表示的芳基的示例包括苯基、1-萘基、2-萘基、芴基、1-蒽基、2-萘基、蒽基、9-蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基、9-菲基、1-萘并乙烯基、2-萘并乙烯基、9-萘并乙烯基、1-芘基、2-芘基、4-芘基、1-辛烯基、6-辛烯基、2-氟苯基、3-氟苯基、2-联苯基、3-联苯基、4-联苯基、邻甲苯基、间-甲苯基、对甲苯基和对-丁基苯基。
此外，具有由R 1至R 6均表示的杂环基的基团可以包括包含作为杂原子的氧原子(O)、氮原子(N)和硫原子(S)的5元环或6元环杂芳族基团，例如，碳数为2到20的缩合多环杂芳基。这种杂环基的示例包括噻吩基、呋喃基、吡咯基、吡啶基、喹啉基、喹喔啉基、咪唑并吡啶基和苯并噻唑基。典型示例包括1-吡咯基、2-吡咯基、3-吡咯基、吡嗪基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、1-吲哚基、2-吲哚基、3-吲哚基、4-吲哚基、5-吲哚基、6-吲哚基、7-吲哚基、1-异吲哚基、2-异吲哚基、3-异吲哚基、异吲哚基、4-异吲哚基、5-异吲哚基、6-异吲哚基、7-异吲哚基、2-呋喃基、3-呋喃基、2-苯并呋喃基、3-苯并呋喃基、4-苯并呋喃基、5-苯并呋喃基、6-苯并呋喃基、7-苯并呋喃基、1-苯并呋喃基、3-异苯并呋喃基、4-异苯并呋喃基、5-异苯并呋喃基、6-异苯并呋喃基、7-异苯并呋喃基、喹啉基、3-喹啉基、4-喹啉基、5-喹啉基、6-喹啉基、7-喹啉基、8-喹啉基、1-异喹啉基、3-异喹啉基、4-异喹啉基、5-异喹啉基、6-异喹啉基、7-异喹啉基、8-异喹啉基、2-喹喔啉基、5-喹喔啉基、6-喹喔啉基、1-咔唑基、2咔唑基、3-咔唑基、4-咔唑基、9-咔唑基、1-菲啶基、2-菲啶基、3-菲啶基、4-菲啶基、6-菲啶基基团、7-菲啶基、8-菲啶基、9-菲啶基、10-菲啶基、1-丙烯酰基、2-丙烯酰基、3-丙烯酰基、4-丙烯酰基、和9-丙烯酰基。
具有由R1至R6均表示的氨基的基团可以包括烷基氨基、芳基氨基、芳烷基氨基或任何其他等效基团中的任何一个。优选地，这些基团中的任何一个可以具有碳数为1至6的脂族烃基和/或碳数为1至4的杂芳族基团。这种基团的示例包括二甲基氨基、二乙基氨基、二丁基氨基、二苯基氨基、二甲苯基氨基、双联苯基氨基和二萘基氨基。应注意，任何上述取代基可以形成包含两个或更多个取代基的稠环，或可以是其衍生物。
客体材料的示例包括具有高发光效率的材料，即，诸如低分子荧光材料或磷光颜料等有机发光材料或金属络合物。更具体而言，可以使用峰值波长在至少约400nm但不超过约490nm的范围内的化合物。作为这种化合物，使用萘衍生物、蒽衍生物、并四苯衍生物、苯乙烯胺衍生物和双(吖嗪基)甲炔硼络合物等有机材料。其中，优选从氨基萘衍生物、氨基蒽衍生物、氨基衍生物、氨基芘衍生物、苯乙烯胺衍生物和双(吖嗪基)甲炔硼络合物中选择材料。
根据有机EL元件10的整体配置，蓝色发光层14的厚度可以优选为例如至少2nm，但不超过50nm，并且更优选为至少5nm，但不超过30nm。
电子供应层15用于将从阴极20注入的每个电子输送到发光层14。电子供应层15具有层压结构，并且例如，层压第一层15A和第二层15B的双层结构。电子供应层15的厚度优选大于空穴供应层13。第一层15A的构成材料的示例包括具有3至7元环的基础骨架作为具有取向的材料的多环芳烃化合物。多环芳族烃化合物的基础骨架的具体示例包括蒽、芘、苯并芘、芴、并四苯、苯并萘、二苯并苯并芘、苝和蓖麻烯。具体地，可以优选使用具有上述公式(1)表示的蒽的化合物(蒽衍生物)，作为基础骨架。这使得可以提高向蓝色发光层14输送电子的效率。
上述公式(1)表示的具体化合物包括下面给出的公式(1-1至1-109)中表示的任何化合物。
对于第二层15B，可以优选使用具有优异的电子传输能力和与阴极20接触的高性能的材料，并且这样的材料可以优选地具有低于第一层15A的构成材料的取向。此外，这种材料可以优选为含有更大量的氮元素的材料，例如，可以优选使用含氮杂环化合物。这提高了从阴极20注入电子的效率。作为第二层15B的具体材料，可以优选使用具有由下面给出的公式(2)表示的咪唑衍生物的和由下面给出的公式(3)表示的菲咯啉环中的一个或多个的菲咯啉衍生物。
(A1和A2彼此独立，均为氢原子和卤原子之中的一个；碳数为1到20的烷基、碳数为6到60的芳香族烃基、碳数为6到60的含氮杂环基、碳数为1到20的烷氧基及其衍生物中的一个，n为0到4的整数，m为0到2的整数。B为碳数为60或以下的亚芳基、碳数为60或以下的亚氨基、碳数为60或以下的喹啉基、碳数为60或以下的亚芴基及其衍生物中的一个。Ar为碳数为1到20的烷基、碳数为1到20的烷氧基、碳数为6到60的芳香族烃基、碳数为3到60的杂环基及其衍生物中的一个。)
由公式(2)表示的咪唑衍生物的具体示例包括以下给出的公式(2-1至2-48)中表示的任何化合物。
除了上述材料之外，可以使用下面给出的公式(2-49至2-60)中表示的任何化合物。
具有一个或多个由公式(3)表示的菲咯啉环的菲咯啉衍生物的具体示例包括以下给出的公式(3-1到3-14)中所示的任何化合物。
第一层15A和第二层15B中的每一个的厚度取决于有机EL元件10的整体配置；然而，第一层15A的厚度可以优选地大于第二层15B。例如，第一层15A的厚度可以优选为至少10nm，但不超过280nm。第二层15B的厚度可以优选为至少5nm，可以更优选为至少5nm，但不超过10nm。
阴极20的构成材料可以是具有小的功函数和透光性的材料。具体的示例材料包括LiO2、Cs2O3、Cs2SO4、MgF、LiF和CaF2等碱金属氧化物，碱金属氟化物、碱土金属氧化物和碱土金属氟化物。作为替代，可以使用包含透光反射材料，例如，铝(Al)、钙(Ca)或镁(Mg)的合金(例如MgAg)。阴极20可以被配置成包括上述材料中的任一种的单层，或者包括包含任何上述材料的多个层压层。在层压结构的情况下，例如通过形成IZO膜或透明SiNx膜作为上层可以提高导电性，并且抑制电极的劣化。
应注意，可以为配置每个像素5的每个子像素5R、5G和5B独立地提供阴极20。或者，阴极20可以形成为显示区域110内的连续膜的形状待用作多个像素5的公共电极。此外，在有机EL元件10为空腔结构的情况下，半透射和半反射材料可以优选用于阴极20。结果，从阴极20侧提取在阳极12侧的光反射表面和阴极20侧的光反射表面之间经受多次干涉的发射光。在这种情况下，阳极12侧的光反射面与阴极20侧的光反射面之间的光学距离由被提取的光的波长限定，并且每层的厚度应设置为满足这种光学距离。在这种顶部发光有机EL元件中，通过以积极的方式使用空腔结构，能够提高向外部提取光的效率，并且可以进行例如发光光谱的控制。
保护层28具有例如至少1μm但不超过3μm的厚度，并且可以由任何绝缘材料或导电材料制成。对于绝缘材料，可以优选非晶硅(α-Si)、非晶碳化硅(α-SiC)、非晶氮化硅(α-Si1-XNX)和非晶碳(α-C)等无机非晶绝缘材料。由于这种无机非晶绝缘材料不构成颗粒，因此具有低透水性，因此用作优异的保护膜。除了上述之外，还可以使用氮化硅(通常为Si3N4)膜、氧化硅(通常为SiO2)膜、氮氧化硅(SiNxOy：组成比X>Y)膜、一氮氧化硅(SiOxNy：组成比X>Y)膜、包含碳类DLC(类金刚石碳)作为主要成分的薄膜、CN(碳纳米管)膜或任何其他等效膜。
密封层29几乎均匀地形成在保护层28上以用作粘合剂层。密封层29由例如环氧树脂或丙烯酸树脂制成。
反向基板31位于有机EL元件10的阴极20侧，以与密封层29一起密封有机EL元件10。反向基板31由诸如玻璃等材料制成，该材料相对于由有机EL元件10产生的光透明。例如，反向基板31设置有用作黑矩阵的遮光膜32和滤色器33。反向基板31提取由有机EL元件10产生的光，并且吸收在每个有机EL元件10之间的布线图案中反射的任何外部光，造成提高对比度。
遮光膜32例如由其中混合有黑色着色剂并且具有1或更大的光密度的黑色树脂膜或者利用薄膜干涉的薄膜过滤器制成。使用黑色树脂膜的配置允许更便宜地并且容易地形成遮光膜32，因此这种配置可能是优选的。薄膜过滤器包括一个或多个层压薄膜，每个层压薄膜由例如金属、金属氮化物或金属氧化物材料制成，以利用薄膜干涉来衰减光。薄膜过滤器的具体示例包括在其上交替地层压有Cr和氧化铬(III)(Cr2O3)的过滤器。
滤色器33具有按照该顺序设置的红色过滤器、绿色过滤器和蓝色过滤器。例如，红色过滤器、绿色过滤器、蓝色过滤器均为没有间隙的矩形。红色过滤器、绿色过滤器和蓝色过滤器均由具有混合颜料的树脂材料制成，并且调节为使得所需的红色、绿色或蓝色波长带的光透射率升高，并且通过选择颜料来降低任何其他波长带的光透射率。应注意，在设置在每个子像素5R、5G和5B上的有机EL元件10上布置相应颜色的滤色器。
此处，可以使用干燥工艺技术(诸如真空蒸发法、电子束沉积法(EB法)、分子束外延法(MBE法)、溅射法和OVPD(有机气相沉积)法)形成设置在配置有机EL元件10的阳极12和阴极20之间的有机层X。
此外，除了上述方法之外，还可以使用加湿工艺技术形成有机层X，例如，包括激光转移法、旋涂法、浸渍法、刮刀法、放电涂布法和喷涂法的涂布法以及包括喷墨法、胶版印刷法、凸版印刷法、凹版印刷法、丝网印刷法和微凹涂布法等印刷方法。或者，根据每个有机层或每个元素的特性，也可以允许干燥和加湿工艺技术的组合使用。
(1-2.整体配置)
图3示出了具有本实施方式的有机EL元件10的显示装置10的平面配置。显示装置10用作有机EL电视设备或任何其他相似设备，并且多个有机EL元件10以矩阵图案设置为在驱动基板11上的显示区域110。在显示区域110的周边，提供信号线驱动电路120和扫描线驱动电路130，作为用于图像显示的驱动器。
像素驱动电路140设置在显示区域110的内部。图4示出了像素驱动电路140的示例。像素驱动电路140是形成在阳极12的下层中的有源型驱动电路。换言之，像素驱动电路140包括驱动晶体管Tr1和写晶体管Tr2；晶体管Tr1和Tr2之间的电容(保持电容)Cs；以及与串联在第一电源线(Vcc)和第二电源线(GND)之间的驱动晶体管Tr1耦合的有机EL元件10。驱动晶体管Tr1和写入晶体管Tr2均包括典型的薄膜晶体管(TFT)，并且其配置可以是例如但不限于逆交错结构(所谓的底栅型)或交错结构(顶栅型)。
在像素驱动电路140中，多个信号线120A设置在列方向上，并且多条扫描线130A设置在行方向上。每个信号线120A和每个扫描线130A的交叉点对应于各个有机EL元件10的任何一个(子像素)。每个信号线120A耦合到信号线驱动电路120，并且图像信号通过来自信号线驱动电路120的信号线120A提供给写入晶体管Tr2的源极。每个扫描线130A耦合到扫描线驱动电路130，并且通过扫描线驱动电路130的扫描线130A，将扫描信号依次提供给写入晶体管Tr2的栅极。
在显示装置10中，扫描信号通过写入晶体管Tr2的栅电极从扫描线驱动电路130提供给每个像素，并且图像信号从信号线驱动电路120通过写入晶体管Tr2保持在保持电容Cs上。换言之，根据保持在保持电容Cs上的信号，驱动晶体管Tr1被控制为打开/关闭，从而将驱动电流Id注入到有机EL元件10内，以重新组合空穴和电子，造成发光。在底面发光(底部发射)的情况下，光通过阳极12和驱动基板11被取出，并且在顶面发光(顶部发射)的情况下，通过阴极20、滤色器33和反向基板31被取出。
如前所述，显示装置通常需要高图像质量。例如，为了提高光提取效率，在限定发光区域的所谓隔板的倾斜侧面(锥面)上，通过利用锥形表面和设置在发光元件上的填充层的折射率的差异，相对于显示表面的前方向以大角度从发光元件发射的光反射在显示表面方向的界面上，从而试图提高光提取效率。
然而，在使用气相沉积法形成诸如发光层等有机层的情况下，与形成在由隔板分割的发光区域的底面上的有机层的厚度相比，形成在侧面上的有机层的厚度变小约三分之一至约五分之一。图7示出了典型有机EL元件100的横截面配置，其中，在阳极112和阴极120之间设置包括发光层的有机层100X、。如图7所示，在隔板127的锥形表面与由隔板127分割的发光区域的隔板127之间的边界附近的有机层100X的厚度变小。这导致阳极112和电荷生成层116之间的短路，特别是在隔板127的锥形表面与由隔板127分割的发光区域的隔板127之间的边界(边界部分P)附近，这降低了形成在有机层100X侧上的发光层的电流效率，导致发光效率的劣化。
如在本实施方式中所描述的那样，尤其在阳极12上形成反射器结构的有机EL元件10中，边界部分P的短路很可能发生。反射器结构使得可以通过在阳极12上设置多个开口27A来降低功耗，如图2所示。换言之，与形成单个大开口27A的情况相比，提供多个开口27A，可能使开口率更低；然而，如上所述，通过提高光提取效率，可以使子像素5R、5G和5B的亮度等效。具体而言，例如，即使通过设置多个开口27A使开口率下降到一半，也可以使子像素5R、5G和5B的亮度相等，而不改变发光层14的电流密度，使光提取效率提高了两倍。以这种方式，可以通过在保持发光层14中的电流密度的同时降低开口率来降低功耗。此外，例如，在光提取效率增加两倍以上的情况下，即使开口率下降到一半，即使发光层14中的电流密度降低，也可以使子像素5R、5G和5B的亮度等效。在这种情况下，实现进一步降低功耗。此外，这使得可以抑制发光性能老化(所谓的老化)。更具体而言，配置发光层14的有机EL层通常更可能随着电流密度的增加而老化，因此这种层不太可能通过降低电流密度而老化，这允许提高图像质量。
以这种方式，通过在阳极12上形成反射器结构来实现低功耗和增强的图像质量；然而，如上所述，在开口27A的底部的圆周区域附近可能发生短路，导致电流效率可能劣化。这是因为与形成单个大开口的情况相比，通过设置多个开口27A来增加阳极12和隔板27之间的边界线的长度。具体而言，例如，如果在阳极12上形成矩形开口27A，其长度为2平方毫米，则阳极12和开口27A之间的边界线的长度为约8毫米。相反，例如，如图5B所示，例如形成直径为1毫米的4个开口27A，则边界线的长度变为12.6毫米，相当于增加约1.5倍。例如，如果形成有直径为0.66毫米的9个开口27A，例如，如图5C所示，则边界线的长度为18.6毫米，相当于增加约2.3倍。
为了通过在隔板27的锥形表面上反射来有效地提取光，开口27A可以优选地从其顶面观察为弯曲表面形状，并且为圆形，如图5A至5C所示。此外，通过使每个开口27A的直径与形成锥形表面的隔板27的厚度相似，可以有效地提取光。结果，开口27A的直径在几微米到几十微米的范围内，并且例如如果开口27A以密集填充的方式形成在阳极12上，具有2平方毫米，则形成几万毫米到数十万毫米的开口27A。因此，要求在开口27A的底部的周向区域附近，特别是在阳极12与开口27A的边界附近，抑制短路的发生。
相反，在本实施方式中，提供了一种结构，其中，具有取向的层、具有高含氮率和低取向的层、以及包含金属元素的层以此顺序从发光层14侧开始在位于阳极10的相反侧层压在发光层14上。具体而言，包含具有取向的多环芳香族烃化合物的第一层15A、以及包含比第一层15A更大量的氮元素的第二层15B在发光层14和表示金属元素的层的阴极20之间设置为电子供应层15。特别地，通过用含更大氮量的材料在阴极20侧边构成第二层15B，提高从阴极20向电子供应层15注入电子的效率。此外，通过设置包括在发光层14侧具有取向的多环芳族烃化合物的第一层15A，电子从阴极20向发光层14的迁移，更具体而言，从阴极20注入到第二层15B中的电子从第二层15B向发光层14的迁移更容易进行。因为用作第一层15A的构成材料的多环芳烃化合物的空间位阻小，所以实现这一点。多环芳族烃化合物的空间位阻减小，因此不太可能限制分子转动。因此，π共轭电子容易相互接近，导致取向提高。结果，电子相对于在一个方向(从阳极10到蓝色发光层14)施加的电场容易流动，这使得可以抑制电子在横向上的流动，即，在阴极20和开口27A之间的边界附近发生短路。
如上所述，在本实施方式的有机EL元件10和显示装置1中，电子供应层15被配置成层压结构，其中，包含具有取向的多环芳烃化合物的第一层15A和包含比第一层更大量的氮元素的第二层15B层叠。这就提高了电极和发光层之间的电荷(电子)的流动，特别是在本实施方式中，阴极20与发光层14之间。结果，抑制电子向有机层A的平面表面方向的迁移，在有机层A的薄膜区域，特别是在阳极12和开口27A之间的边界附近，发生短路。这使得可以提高显示装置1的电流效率。
应注意，本发明不限于在上述实施方式中表示的有机EL元件10的结构，并且也可应用于所谓的串联结构的有机EL元件，其中，两个发光层层压。
在下文中，对本公开内容的变形例1和2提供描述。与上述实施方式中相同的部件由相同的附图标记表示，并且适当地省略相关的描述。
[2.变形例]
(2-1.变形例1)
图8示出了根据本公开内容的变形例1的有机EL元件10A的横截面配置。与上述实施方式相同，有机EL元件10A具有将阳极12、有机层X和阴极20按此顺序层压在驱动基板11上的结构。然而，本变形例与上述实施方式的不同之处在于，在有机层X和阴极20之间，特别是在第二层15B和阴极20之间设置金属掺杂层19。
金属掺杂层19用于在阴极20和第二层15B之间形成例如界面状态或双电层，或者通过借助于隧道效应，提高将电子注入第二层15B你的效率，并且提高从阴极20注入到金属掺杂层19的电子的迁移率。此外，金属掺杂层19还具有充当电荷生成层的n层的功能。用于金属掺杂层19的材料的示例包括作为锂(Li)的氧化物的氧化锂(LiO2)、作为铯(Cs)的氧化物的碳酸铯(Cs2CO3)、以及这些氧化物和复合氧化物材料的混合物。此外，金属掺杂层19的构成材料不限于这些材料。例如，碱土金属(例如，钙(Ca)和钡(Ba))、碱金属(例如，锂和铯)、具有小功函数的金属(例如，铟(In)和镁(Mg))、或这些金属材料中的任一种的氧化物、复合氧化物和氟化物可以用作单质，或者可以使用任何这些金属、氧化物、复合氧化物和氟化物材料中的任一个的混合物或合金来提高稳定性。此外，例如，可以使用将Li、Al或Mg掺杂到菲咯啉衍生物(例如，公式3-3)的材料。金属掺杂层19的厚度取决于有机EL元件10A的整体配置；然而，可以优选为例如至少5nm但不超过50nm。
如上所述，在本变形例中，金属掺杂层19设置在第二层15B和阴极20之间。结果，本变形例的有机EL元件10A使得可以减少驱动电压，从而除了上述实施方式的效果之外，还允许延长其使用寿命。此外，金属掺杂层19提供了提高在界面表面上与具有凸凹结构的阴极20的粘合性的效果，由于构成材料的特性，所以化学相互作用增加。
(2-2.变形例2)
图9示出了根据本公开内容的变形例2的有机EL元件10B的横截面配置。与上述实施方式相同，有机EL元件10B具有将阳极12、有机层X和阴极20按此顺序层压在驱动基板11上的配置。然而，本变形例与上述实施方式和变形例1的不同之处在于，有机层X是层压在其间具有电荷生成层16(连接层)的有机层A和有机层B的串联结构。
通常，在具有串联结构的有机EL元件10B中，有机层X(有机层A和有机层B)的厚度与有机EL元件10相比变得更大，其中，发光层(发光层14)如上所述一个接一个地设置。因此，在由隔板27分割的发光区域的底部的周边区域附近，不太可能在阳极12和阴极20之间发生短路。
在有机EL元件10B中，如上所述，在其间具有电荷生成层16的有机层A和有机层B层压。有机EL元件10B具有阳极12、有机层A、电荷生成层16、有机层B和阴极20按此顺序层压在驱动基板11上的配置。其中，在有机层A和有机层B中，例如，空穴供应层13和17、发光层(蓝色发光层14B和黄色发光层14Y)和电子供应层15和18从阳极12侧开始按此顺序分别层压。此处，假设在有机层A和有机层B中包含的发光层分别为蓝色发光层14B和黄色发光层14Y，对各层进行说明。
配置有机层A的空穴供应层13和电子供应层15均具有与上述实施方式中的配置相似的配置，并且用于上述发光层14提及的蓝色发光层的材料适用于蓝色发光层14B。此外，对于配置有机层B的空穴供应层17，与空穴供应层13相似的配置和材料适用。
电荷生成层16用于将有机层A和有机层B彼此耦合。根据相邻的有机层A(具体而言，电子供应层15)和相邻的有机层B(具体而言，空穴供应层17)的特性，适当选择电荷生成层16的构成材料，电荷生成层16形成为层压结构，包括例如使用具有电子供体特性的材料的层和使用具有电子受体特性的材料的层。作为具有电子供体特性的材料，例如，可以使用具有掺杂有N型掺杂剂的电子传输特性的材料，具体而言，例如，可以使用上述电子传输层14d1和14d2引用的任何材料。N型掺杂剂材料的示例包括碱金属、碱土金属、或这些金属材料中的任何一种的氧化物、复合氧化物、氟化物和有机络合物。作为具有电子受体特性的材料，例如，使用掺杂有P型掺杂剂的具有空穴传输特性的材料。对于具有空穴传输特性的材料，例如，可以使用空穴供应层13和17引用的任何材料。P型掺杂剂材料的示例包括7,7,8,8-四氰基-2,3,5,6-四氟醌二甲烷(F4-TCNQ)和六氮杂苯并三亚苯(HAT-6CN)。电荷生成层16的厚度取决于有机EL元件10B的整体配置；然而，可以优选为例如至少1nm但不超过100nm，并且可以更优选为至少10nm但不超过50nm。
黄色发光层18由至少一种在例如至少500nm但不超过750nm的区域中的任一区域具有一个或多个峰值波长的至少一种发光材料制成。黄色发光层18的厚度取决于有机EL元件10的整体配置；然而，可以优选为例如至少10nm但不超过200nm，并且可以更优选为至少15nm但不超过100nm。
对于电子供应层18，可以使用与配置有机层A的电子供应层15相同的配置。然而，例如，电子供应层18具有以下配置：例如，包含具有电子传输特性的材料的层(电子传输层，未示出)和包含具有电子注入特性的材料的层(电子注射层，未示出)层压。电子供应层19的厚度取决于有机EL元件10B的整体配置；然而，可以优选为例如至少10nm但不超过50nm。在电子传输层和电子注入层的层压结构的情况下，电子传输层的厚度可以优选为例如至少10nm但不超过200nm，并且可以更优选至少为20nm但不超过180nm。此外，电子注入层的厚度可以优选为例如5nm或以上。这使得甚至在具有相当大的不规则性的像素中也可以执行足够的电子注入。
对于电子传输层的构成材料，优选使用具有优异的电子传输能力和与阴极20的高接触特性的有机材料。例如，可以优选使用咪唑衍生物以及具有一个或多个菲咯啉环的菲咯啉衍生物，由上面给定的公式(2)和(3)表示。这稳定了向发光层18供应电子。
对于电子注入层的构成材料，可以使用碱土金属(例如，钙(Ca)和钡(Ba))以及碱金属(例如，锂、钠和铯)。或者，任何这些金属材料的氧化物、复合氧化物和氟化物可以用作单质，或者可以使用任何这种金属、氧化物、复合氧化物和氟化物材料的混合物或合金来提高稳定性。
如上所述，在具有串联结构的有机EL元件中，阳极12和阴极20之间的有机层的厚度变大，因此不太可能在阳极12和阴极之间发生短路20。然而，设置在有机层A和有机层B之间的电荷生成层16由如上所述具有高导电性的材料制成，这可能在阳极12和电荷生成层16之间导致短路。
因此，电荷生成层16和蓝色发光层14B之间的厚度可以优选地形成为大于黄色发光层14Y和电荷生成层16之间的厚度。此外，胺基材料在很多情况下用于空穴供应层13，这很容易引起随机取向。因此，可以优选增加电子供应层15的厚度。换言之，电荷生成层16和蓝色发光层14B之间的厚度可以优选地形成为大于阳极12和蓝色发光层14之间的厚度。这减少了阳极12和电荷生成层16之间短路的发生。
本变形例的有机EL元件10B具有串联结构，其中，有机层A和有机层B层压，在其间具有电荷生成层16，并且在下层侧(阳极12侧)配置有机层A的电子供应层15与在上述实施方式中的电子供应层15相似的方式配置，从而抑制阳极12与开口27A之间的边界附近发生短路。这使得可以提高具有有机EL元件10B的显示装置的电流效率。
此外，在有机层A中设置的发光层为蓝色发光层14B的情况下，提高阴极20与蓝色发光层14B之间的电子的流动，这提高了蓝色发光层的发光效率。此外，在本变形例中，采用层压有两个有机层X(有机层A和有机层B)的串联结构，造成提高了发光效率。
应注意，此处表示层压两个有机层X的情况；然而，这不是限制性的，并且可以交替地层压三层或更多层。随着层叠的层数增加，可以进一步提高发光效率。与本变形例一样，在两个有机层X层压的情况下，理论发光效率Im/W不变，电流效率cd/A呈现双倍增加，在层压三层的情况下，呈现三倍增加。
[3.工作示例]
(工作示例1)
接下来，提供关于本公开内容的工作示例的描述。作为工作示例，制造均具有在变形例中描述的串联结构(样本1和3至8)的有机EL元件10B和具有典型配置(样本2)的有机EL元件，以用作比较示例。此后，为每个元件测量电流密度为10mA cm-2的电压、电流密度为0.1mA cm-2的发光效率(cd/A，表1)、蓝色发光层14B的电流密度为0.1mA cm-2的发光效率(cd/A，表2)以及各波长与发光强度的关系(图9)。
在形成有多个开口27A的阳极12上形成空穴供应层13和蓝色发光层14B，作为有机层A，并且然后，例如，形成由胺基材料制成的空穴阻挡层。之后，使用真空蒸发法以0.1到30nm/sec的沉积速率和100nm的厚度形成蒽衍生物(例如，公式1-85)，并且然后，使用真空蒸发法以0.1到1nm/sec的沉积速率和10nm的厚度形成菲咯啉衍生物(例如，公式3-3)。接着，以96比4的比率使用共蒸发，形成包含菲咯啉衍生物和锂(Li)的薄膜，作为厚度为10nm的电荷生成层16，并且使用真空蒸发法以0.01到1nm/sec的沉积速率和5nm的厚度形成包含氮杂亚三烯衍生物(例如，公式4)的薄膜。随后，空穴供应层17、黄色发光层14Y以及包含使用真空蒸发法以96到4的沉积速率形成的菲咯啉衍生物(例如，公式3-3)和锂(Li)的薄膜形成为厚度为20nm的有机层B，然后，形成厚度为2.5nm的Ca膜，并且使用溅射法形成作为阴极20的IZO膜。之后，使用CVD法形成SiNx膜，作为绝缘层28，然后使用具有高折射率的材料形成密封层29，以获得有机EL元件10B(样本1)。样本3至8也以与上述方法相似的方式制造。
作为比较例(样本2)，首先，在形成有多个开口27A的阳极12上形成作为有机层A的空穴供应层13和蓝色发光层14B，之后，形成由例如胺基材料构成的空穴阻挡层。接下来，使用真空气相沉积法，以0.1到1nm/sec的沉积速率和10nm的厚度形成包含菲咯啉衍生物(例如，公式3-3)的薄膜，作为电荷生成层16，之后，以96比4的比率使用共蒸发，形成厚度为10nm的包括菲咯啉衍生物和锂(Li)的薄膜，并且使用真空蒸发法以0.01到1nm/sec的沉积速率和5nm的厚度进一步形成包含氮杂亚三烯衍生物(例如，公式4)的薄膜。随后，空穴供应层17、黄色发光层14Y以及包含使用真空蒸发法以96到4的沉积速率形成的菲咯啉衍生物(例如，公式3-3)和锂(Li)的薄膜形成为厚度为20nm的有机层B，然后，形成厚度为2.5nm的Ca膜，并且使用溅射法形成作为阴极20的IZO膜。之后，使用CVD法形成SiNx膜，作为绝缘层28，然后使用具有高折射率的材料形成密封层29，以获得有机EL元件10B(样本2)。
[表1]
[表2]
从表1可以看出，与包含菲咯啉衍生物的单层配置成电子供应层的样本2相比，驱动电压降低，并且在样本1的电子供应层15配置在层压结构中的情况下，发光效率显着提高，在该层压结构中，包含例如作为多环芳香族烃化合物的蒽衍生物的第一层15A和包含比第一层15A更大量的氮元素(即，包含例如菲咯啉衍生物)的第二层15B层压。
此外，从表2可以看出，通过将第二层15B的厚度设定为5nm或以上，提高了蓝色发光层14B的发光效率。特别是通过将厚度设定在至少5nm但不超过10nm的范围内，能够在抑制驱动电压的同时，进一步提高蓝色发光层14B的发光效率。应注意，此处定义的厚度是指在开口27A的底部形成的层的厚度。例如，通过将第二层15B的厚度设定为5nm，在隔板27的倾斜面上形成的第二层15B的厚度变得小于5nm，这可以抑制从电荷生成层16注入的电荷向横向的迁移比向其厚度方向的迁移更多。
图10示出了在例如电子供应层15配置在第一层15A和第二层15B像样本5一样层压并且如上所述将各层的厚度设定为优选值的层压结构中的情况下的样本A和在电子供应层像样本2一样配置成单层的情况下的样本B的每个波长的发光强度。如图10所示，通过将电子供应层15配置为两层，提高蓝色光的发光强度(在约450nm到约495nm的范围内)。
此外，第一层15A的厚度优选为50nm或以上。作为第一层15A的构成材料的多环芳烃化合物具有取向，因此，电子传输特性朝向一个方向优异。因此，即使增加厚度，也不可能将电压升高到高水平。因此，通过将厚度设定为50nm或以上，能够进一步减少阳极12与电荷生成层16之间的短路的发生。
[4.应用示例]
(模块和应用示例)
在下文中，对设置有在上述实施方式中提及的有机EL元件10、10A和10B的任何显示装置的应用示例及其变形例提供了描述。在上述实施方式中提及的任何显示装置适用于显示作为静止图像或运动图像的外部输入的图像信号或内部生成的图像信号的各个领域中的电子设备的显示装置。电子设备的示例包括电视设备、数码相机、膝上型个人计算机、移动终端(例如，手机)以及摄像机。
(模块)
上述实施方式的任何显示装置被并入例如下面被描述为如图11所示的模块的根据应用示例1至3的各种电子设备中。该模块例如以这种方式配置，使得在衬底11的一侧设置从保护层30和密封衬底40露出的区域210，并且通过延长信号线驱动电路120和扫描线驱动电路130的布线图案，在该露出状态下，形成外部连接终端(未图示)。可以在这些外部连接终端处设置用于信号输入/输出的FPC(柔性印刷电路)板220。
(应用示例1)
图12A和12B均示出了根据应用示例1的智能电话220的外观。例如，智能电话220在正面具有显示部分221和操作部分222，在背面具有相机223，上述实施方式的任何显示装置10、10A和10B等安装在显示部分221上。
(应用示例2)
图13A和图13B均示出了平板电脑的外观配置。平板电脑包括例如显示部分310(显示装置1)和非显示部分(外壳)320以及操作部分130。操作部分330可以设置在非显示部分320的正面，如图13A所示，或者可以设置在非显示部分320的顶面，如图13B所示。任何显示装置10、10A和10B可以安装在PDA或具有与图13A和13B所示的平板电脑的配置相似的配置的任何其他相似设备上。
(应用示例3)
图14示出了膝上型个人计算机的外观配置。个人计算机包括例如主装置410、用于输入字符或任何其他信息的操作的键盘420以及用于显示图像的显示部分430(显示装置1)。
迄今为止，参考实施方式、变形例和工作示例描述了本公开内容；然而，本公开内容不限于上述实施方式等，而是可以进行各种修改。
例如，在上述实施方式等中描述的各层的材料和厚度、成膜方法以及成膜条件等都不是限制性的，并且任何其他材料和厚度或任何其他成膜方法和成膜条件都可适用。
此外，在上述实施方式等中，通过参考有机EL元件10的配置的具体示例来提供描述；然而，不需要提供所有层，并且可以进一步提供任何其他层。
此外，在上述实施方式等中，对有源矩阵显示装置的情况进行说明；然而，本公开内容也适用于无源矩阵显示装置。此外，用于有源矩阵驱动的像素驱动电路的配置不限于上述实施方式中提及的配置，并且可以适当地增加电容器或晶体管。在这种情况下，根据像素驱动电路的修改，除了上述信号线驱动电路120和扫描线驱动电路130之外，还可以增加必要的驱动电路。
应注意，这里描述的效果仅仅是示例性的，而非限制性的，并且可以提供其他效果。
应注意，可以如下配置该技术：
(1)一种有机EL元件，包括：
第一电极和第二电极；以及
有机层，设置在第一电极和第二电极之间，有机层包括发光层，其中，
有机层包括在第一电极和发光层之间的：
第一层，其包含具有取向的多环芳族烃化合物；以及
第二层，与第一层相比，第二层包含量更大的氮元素。
(2)根据(1)所述的有机EL元件，其中，第一层和第二层按从发光层侧的这个顺序进行层压。
(3)根据(1)或(2)所述的有机EL元件，其中，第一层的厚度大于第二层的厚度。
(4)根据(1)到(3)中任一项所述的有机EL元件，其中，在第一层和第二层之间包括金属掺杂层。
(5)根据(1)到(4)中任一项所述的有机EL元件，其中，第一层包括由公式(1)表示的一种或多种的蒽衍生物。
(R1到R6分别为：氢原子、卤素原子、羟基、氰基和硝基中的一个；具有羰基的碳数为50或以下的基团、具有羰基酯基的碳数为50或以下的基团、碳数为50或以下的烷基、碳数为50或以下的烯基、碳数为50或以下的烷氧基及其衍生物中的一个；或具有甲硅烷基的碳数为30或以下的基团、具有芳基的碳数为30以下的基团、具有杂环基的碳数为30以下的基团、具有氨基的碳数为30以下的基团及其衍生物中的一个。应注意，在使用任何上述取代基的情况下，碳数包括所使用的取代基的碳数)。
(6)根据(1)到(5)中任一项所述的有机EL元件，其中，第二层包括由公式(2)表示的咪唑衍生物和由公式(3)表示的具有一个或多个菲咯啉环的菲咯啉衍生物中的至少一个的一种或多种：
(A1和A2彼此独立，A1和A2中的每个是：氢原子和卤原子之中的一个；碳数为1到20的烷基、碳数为6到60的芳香族烃基、碳数为6到60的含氮杂环基、碳数为1到20的烷氧基及其衍生物中的一个，n为0到4的整数，m为0到2的整数。B为碳数为60或以下的亚芳基、碳数为60或以下的亚氨基、碳数为60或以下的喹啉基、碳数为60或以下的亚芴基及其衍生物中的一个。Ar为碳数为1到20的烷基、碳数为1到20的烷氧基、碳数为6到60的芳香族烃基、碳数为3到60的杂环基及其衍生物中的一个)。
(7)根据(1)到(6)中任一项所述的有机EL元件，其中，组成第二层的化合物的取向低于组成第一层的化合物的取向。
(8)根据(1)到(7)中任一项所述的有机EL元件，其中，在有机层中，第一电极和发光层之间的厚度大于第二电极和发光层之间的厚度。
(9)根据(1)到(8)中任一项所述的有机EL元件，其中，在第二电极上包括多个发光区域。
(10)根据(9)所述的有机EL元件，其中，发光区域由设置在第二电极上的绝缘层的开口提供。
(11)根据(10)所述的有机EL元件，其中，绝缘层具有提供开口的倾斜面，该倾斜面相对于第二电极的电极表面具有45°以上的角度。
(12)根据(10)或(11)所述的有机EL元件，其中，开口具有圆形的形状。
(13)根据(1)到(12)中任一项所述的有机EL元件，其中，有机层具有多个发光层，并且在多个发光层中插入了连接层。
(14)根据(13)所述的有机EL元件，其中，有机层从第一电极侧起按顺序具有第一发光层和第二发光层，在第一发光层和第二发光层之间具有连接层，并且第一电极和第一发光层之间的厚度比连接层和第一发光层之间的厚度大。
(15)根据(14)所述的有机EL元件，其中，第二发光层和连接层之间的厚度大于第一发光层和连接层之间的厚度。
(16)根据(14)或(15)所述的有机EL元件，其中，第一发光层为黄色发光层，第二发光层为蓝色发光层。
(17)一种具有多个有机EL元件的有机EL显示装置，
每个有机EL元件包括：
第一电极和第二电极；以及
有机层，设置在第一电极和第二电极之间，有机层包括发光层，其中，
有机层包括在第一电极和发光层之间的：
第一层，其包含具有取向的多环芳族烃化合物；以及
第二层，与第一层相比，其包含量更大的氮元素。
本申请要求基于2014年12月4日向日本专利局提交的日本专利申请第2014-245945号的优先权，其全部内容通过引证结合于此。
本领域技术人员可以根据设计要求和其他促成因素来采用各种修改、组合、子组合和变化。然而，应当理解，这些修改、组合、子组合和变化包括在所附权利要求或其等同物的范围内。

Claims (17)

1.一种有机EL元件，包括：
第一电极和第二电极；以及
有机层，设置在所述第一电极和所述第二电极之间，所述有机层包括发光层，其中，
所述有机层包括在所述第一电极和所述发光层之间的：
第一层，所述第一层包含具有取向的多环芳族烃化合物；以及
第二层，与所述第一层相比，所述第二层包含量更大的氮元素。
2.根据权利要求1所述的有机EL元件，其中，所述第一层和所述第二层按从发光层侧的这个顺序进行层压。
3.根据权利要求1所述的有机EL元件，其中，所述第一层的厚度大于所述第二层的厚度。
4.根据权利要求1所述的有机EL元件，在所述第一电极和所述第二层之间包含金属掺杂层。
5.根据权利要求1所述的有机EL元件，其中，所述第一层包括由公式(1)表示的一种或多种的蒽衍生物
(R1到R6分别为：氢原子、卤素原子、羟基、氰基以及硝基中的一个；具有羰基的碳数为50以下的基团、具有羰基酯基的碳数为50以下的基团、碳数为50以下的烷基、碳数为50以下的烯基、碳数为50以下的烷氧基，及其衍生物中的一个；或具有甲硅烷基的碳数为30以下的基团、具有芳基的碳数为30以下的基团、具有杂环基的碳数为30以下的基团、具有氨基的碳数为30以下的基团，及其衍生物中的一个，应注意，在使用任何上述取代基的情况下，碳数包括所使用的取代基的碳数)。
6.根据权利要求1所述的有机EL元件，其中，所述第二层包括由公式(2)表示的咪唑衍生物和由公式(3)表示的具有一个或多个菲咯啉环的菲咯啉衍生物中的至少一个的一种或多种：
(A1和A2彼此独立，A1和A2中的每个是：氢原子和卤原子中的一个；或碳数为1到20的烷基、碳数为6到60的芳香族烃基、具有碳数为6到60的含氮杂环基、碳数为1到20的烷氧基，及其衍生物中的一个，n为0到4的整数，并且m为0到2的整数；B为碳数为60以下的亚芳基、碳数为60以下的亚氨基、碳数为60以下的喹啉基、碳数为60以下的亚芴基，及其衍生物中的一个；Ar为碳数为1到20的烷基、碳数为1到20的烷氧基、碳数为6到60的芳香族烃基、碳数为3到60的杂环基，及其衍生物中的一个)。
7.根据权利要求1所述的有机EL元件，其中，组成所述第二层的化合物的取向低于组成所述第一层的化合物的取向。
8.根据权利要求1所述的有机EL元件，其中，在所述有机层中，所述第一电极和所述发光层之间的厚度大于所述第二电极和所述发光层之间的厚度。
9.根据权利要求1所述的有机EL元件，在所述第二电极上包括多个发光区域。
10.根据权利要求9所述的有机EL元件，其中，所述发光区域由设置在所述第二电极上的绝缘层的开口提供。
11.根据权利要求10所述的有机EL元件，其中，所述绝缘层具有提供所述开口的倾斜面，并且所述倾斜面相对于所述第二电极的电极表面具有45°以上的角度。
12.根据权利要求10所述的有机EL元件，其中，所述开口具有圆形的形状。
13.根据权利要求1所述的有机EL元件，其中，所述有机层具有多个发光层，并且在多个所述发光层中插入了连接层。
14.根据权利要求13所述的有机EL元件，其中，所述有机层从第一电极侧起按顺序具有第一发光层和第二发光层，在所述第一发光层与所述第二发光层之间具有所述连接层，并且所述第一电极和所述第一发光层之间的厚度比所述连接层和所述第一发光层之间的厚度大。
15.根据权利要求14所述的有机EL元件，其中，在所述第二发光层和所述连接层之间的厚度大于在所述第一发光层和所述连接层之间的厚度。
16.根据权利要求14所述的有机EL元件，其中，所述第一发光层为黄色发光层，并且所述第二发光层为蓝色发光层。
17.一种具有多个有机EL元件的有机EL显示装置，
每个所述有机EL元件包括：
第一电极和第二电极；以及
有机层，设置在所述第一电极和所述第二电极之间，所述有机层包括发光层，其中，
所述有机层包括在所述第一电极和所述发光层之间的：
第一层，所述第一层包含具有取向的多环芳族烃化合物；以及
第二层，与所述第一层相比，所述第二层包含量更大的氮元素。
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