JP2009277986A - 有機電界発光素子および表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】混色を招くことなく、色純度が充分に良好であり、更には発光寿命を大幅に向上された有機電界発光素子および該有機電界発光素子を用いた表示装置を提供する。
【解決手段】
陽極と陰極との間に発光層１４ｃ、ナフタセン化合物を含むナフタセン化合物層１４ｄおよび電子輸送層１４ｅを備えた有機層１４を挟持し、前記発光層１４ｃは、発光性ゲスト材料と、アントラセンを母骨格とした芳香族炭化水素化合物を含み、前記ナフタセン化合物層１４ｄは、下記一般式（１）で示されるナフタセン化合物を８０重量％以上含み、膜厚が０．５〜１０ｎｍであり、前記電子輸送層１４ｅの前記発光層側１４ｃの面に接して設ける。

【選択図】図１

Description

本発明は、有機電界発光素子および表示素子に関し、特に、発光寿命が長い有機電界発光素子およびこれを用いた表示素子に関する。

近年、軽量で高効率のフラットパネル型表示装置として、有機電界発光素子（所謂有機ＥＬ素子）を用いた表示素子が注目されている。
この有機電界発光素子は、例えばガラス等からなる透明な基板上に設けられていて、基板側から順にＩＴＯ（Indium Tin Oxide：透明電極）からなる陽極、有機層、および陰極を積層してなる。有機層は、陽極側から順に正孔注入層、正孔輸送層および電子輸送性の発光層を順次積層させた構成を有している。また、発光層の陰極側にさらに電子輸送層を積層させた構成も知られている。このように構成された有機電界発光素子では、陰極から注入された電子と陽極から注入された正孔とが発光層において再結合し、この再結合の際に生じる光が陽極を介して基板側から取り出される。

有機電界発光素子としては、上記した構成を有するものの他に、基板側から順に陰極、有機層、陽極を順次積層した構成がある。さらには、上方に位置する電極（陰極または陽極としての上方電極）を透明材料で構成することによって、基板と反対側の上部電極側から光を取り出すようにした、所謂上面発光型もある。特に、基板上に薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）を設けてなるアクティブマトリックス型の表示装置においては、発光部の開口率を向上させる上で、ＴＦＴが形成された基板上に上面発光型の有機電界発光素子を設けた構造（所謂、Top Emission構造）とすることが有利になる。

ところで、有機ＥＬディスプレイの実用化を考慮した場合、有機電界発光素子の開口を広げて光取り出しを高めることの他に、有機電界発光素子の寿命信頼性を向上させる必要がある。
寿命の劣化要因としては幾つかの要因が挙げられるものの、中でも電子輸送層として一般的に用いられるＡｌｑ３（８−ヒドロキシキノリンアルミニウム）の劣化が注目されている。例えば、非特許文献１においてＺ．Ｄ．Ｐｏｐｏｖｉｃらは、有機電界発光素子の劣化要因として、Ａｌｑ３への正孔注入及びそれに基づくラジカルの形成が素子の劣化に関連することについて指摘し、劣化モデルを提案している。
この劣化モデルをもとに、Ｚ．Ｄ．ＰｏｐｏｖｉｃらはＡｌｑ３への正孔注入を抑える為に正孔輸送層側に任意の低分子材料（例えば、ルブレン）をドーピングした結果、その発光寿命は大幅に改善されると言う効果が得られた。このことは、過剰な正孔がドーピング層においてトラップされ、Ａｌｑ３のラジカル化が抑制されると言うモデルの１つの検証となった。（非特許文献２参照。）
さらに非特許文献３では、ルブレンドーピングは、積層された層界面（金属層／有機層、もしくは有機層／有機層）においては効果がなく、ドーピングされた層のバルクとしての性質の変化、即ちホールトラップ的な役割が、寿命延伸と関連することが示されている。

また、ルブレンを用いた技術としては、上述したような電荷トラッピング性の機能を応用したもの以外にも、ルブレンは単体で黄色発光をすることから、青色発光層と積層させることで白色発光の有機電界発光素子とするものが精力的に検討されている。（例えば、特許文献１乃至４、非特許文献４乃至６参照。）ルブレンを用いて白色発光の有機電界発光素子とする場合、隣接する青色発光層とルブレンドーピング層とは同時に発光する為、その発光配分比率に応じて白色の色純度が決定される。

特開２００２−９３５８３号公報 特開２００４−４７４６９号公報 特開２００４−１３４３９６号公報 特表２００７−５０３０９２号公報 Science,1999年,第283巻,p.1900−1902 Thin Solid Films,2000年,第363巻,p.6-8 Applied Physics Letters,2002年,第80巻,p.2180-2182 Applied Physics Letters,2003年,第83巻,p.5359-5361 Applied Physics Letters,2006年,第89巻,p.133509 Applied Physics Letters,2006年,第89巻,p.243521

近年における有機電界発光素子の工業的製品においては、電極間に挟まれる有機層は機能別に積層される構造をとるようになっている。このため、例えば上記したトラップ層を形成させる為にルブレンをドーピングすることは、発光素子の別の機能に対して弊害をもたらす。即ち、発光層若しくは発光層に隣接する層の劣化を抑止する為に、ホールトラップとして単純にルブレンをドーピングすることは、発光層単体の発光に加えて、ルブレン層の発光が加わることになり、発光機能に弊害をもたらす。白色素子を目的としない場合には、このような隣接するルブレン層の発光は混色を招く為、本来の発光層の持つ発光色を維持できず、所望の発光色が得られないと言う問題がある。

本発明は、上記問題を鑑みて為されたものであり、混色を招くことなく、色純度が充分に良好であり、更には発光寿命を大幅に向上された有機電界発光素子および該有機電界発光素子を用いた表示装置を提供することを目的とする。

本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、特定の純度および膜厚を有するナフタセン化合物層を電子輸送層の発光層側の面に接して設けることによって上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明の有機電界発光素子は、陽極と陰極との間に発光層、ナフタセン化合物を含むナフタセン化合物層および電子輸送層を備えた有機層を挟持してなり、前記発光層は、発光性ゲスト材料と、アントラセンを母骨格とした芳香族炭化水素化合物を含んで構成され、前記ナフタセン化合物層は、下記一般式（１）で示されるナフタセン化合物を８０重量％以上含み、膜厚が０．５〜１０ｎｍであり、前記電子輸送層の前記発光層側の面に接して設けられているものである。

本発明の有機電界発光素子によれば、前記一般式（１）で示されるナフタセン化合物の層を設けていない構成と比較して発光寿命が大幅に向上すると共に、ナフタセン化合物層に影響されずに発光層で発生した発光光のみが素子から取り出される。

また、本発明の表示素子は、基板と、該基板上に複数配列形成された上述した構成の有機電界発光素子とを備えるものである。

本発明の表示装置によれば、上述したように、輝度および色純度が高い有機電界発光素子を採用することで色再現性の高い表示素子が提供できる。

本発明によれば、発光寿命が長く、充分に良好な色純度の有機電界発光素子を提供できる。
また本発明によれば、本発明の有機電界発光素子を用いることで、発光寿命が長く、充分に良好な色純度を有し、色再現性に優れた表示装置を提供できる。

本発明に係る有機電界発光素子、及び有機電界発光素子を用いた表示素子について、以下具体的に説明する。
本発明の有機電界発光素子（１１）は、陽極（１３）と陰極（１５）との間に発光層（１４ｃ）、ナフタセン化合物を含むナフタセン化合物層（１４ｄ）および電子輸送層（１４ｅ）を備えた有機層（１４）を挟持してなり、前記発光層（１４ｃ）は、発光性ゲスト材料と、アントラセンを母骨格とした芳香族炭化水素化合物を含んで構成され、前記ナフタセン化合物層１４ｄは、下記一般式（１）で示されるナフタセン化合物を８０重量％以上含み、膜厚が０．５〜１０ｎｍであり、前記電子輸送層（１４ｅ）の前記発光層（１４ｃ）側の面に接して設けられているものである。

ただし、一般式（１）中において、Ｒ^１〜Ｒ^８はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、炭素数２０以下の基で置換されていてもよいカルボニル基、カルボニルエステル基、アルキル基、アルケニル基またはアルコキシル基、炭素数３０以下の基で置換されていてもよいシリル基、アリール基または複素環基を示す。

〔有機電界発光素子の実施の形態〕
＜有機電界発光素子＞
図１は、本発明に係る有機電界発光素子の一実施の形態における構成を模式的に示す断面図である。
図１に示す有機電界発光素子１１は、基板１２上に、陽極１３、有機層１４、および陰極１５をこの順に積層してなる。このうち有機層１４は、陽極１３側から順に、例えば正孔注入層１４ａ、正孔輸送層１４ｂ、発光層１４ｃ、ナフタセン化合物層１４ｄ、および電子輸送層１４ｅを積層してなるものである。

本実施の形態においては、発光層１４ｃの構成と、電子輸送層１４ｅの発光層１４ｃ側の面にナフタセン化合物層１４ｄが接して設けられている構成と、に特徴がある。
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１１が、基板１２の反対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て、この場合の各層の詳細を基板１２側から順に説明する。

＜基板＞
基板１２は、その一主面側に有機電界発光素子１１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、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い。樹脂製の材質としては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)等のポリエステル類、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。但し、樹脂製の材質を用いる場合、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好ましい。

＜陽極＞
陽極１３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が用いられる。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）の金属又はその合金、若しくはこれらの金属又は合金の酸化物等、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又は合金の酸化物等から選ばれる１種が、または２種以上が混在させた状態のものが用いられる。

また、陽極１３は、光反射性に優れた第１層と、該第１層の上部に設けられ光透過性を有すると共に仕事関数が大きい第２層との積層構造であっても良い。
第１層は、アルミニウムを主成分とする合金からなる。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。

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、さらに加工精度及び化学的安定性も得ることができる。また、陽極１３の導電性および基板１２との密着性も改善することが出来る。

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、及びタンタルの酸化物の中の少なくとも１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１３の電子注入特性を改善することができる。

また陽極１３は、基板１２と接する側に、陽極１３と基板１２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。

そして、この有機電界発光素子１１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１３は画素毎にパターニングされ、基板１２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、ここでの図示を省略したが、陽極１３の上には絶縁膜が設けられ、この絶縁膜の開口部から各画素における陽極１３の表面が露出されるように構成されている。

＜正孔注入層／正孔輸送層＞
正孔注入層１４ａ及び正孔輸送層１４ｂは、それぞれ発光層１４ｃ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１４ａ若しくは正孔輸送層１４ｂの材料としては、例えば、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、スチルベン或いはこれらの誘導体、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、又はアニリン系化合物等の複素環式共役系のモノマー、オリゴマー或いはポリマー、等を用いることができる。

また、上記正孔注入層１４ａ及び正孔輸送層１４ｂ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）、テトラシアノ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−ジ−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。

＜発光層＞
発光層１４ｃは、陽極１３と陰極１５とに対する電圧印加時に、陽極１３側から注入された正孔と、陰極１５側から注入された電子とが再結合する領域である。
本実施の形態における発光層１４ｃは、アントラセン化合物をホスト材料として、青色若しくは緑色の蛍光性色素の発光性ゲスト材料がドーピングされている構成であり、青色若しくは緑色の発光光を発生するが、本発明はこの態様に限られるものではない。

本発明に用いられる発光層１４ｃを構成するホスト材料としては、アントラセンを母骨格とした芳香族炭化水素化合物のうち、下記一般式（３）に示すアントラセン誘導体が好ましい。

但し、一般式（３）中において、Ｒ¹〜Ｒ⁶はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、炭素数２０以下の基で置換されていてもよいカルボニル基、カルボニルエステル基、アルキル基、アルケニル基またはアルコキシル基、炭素数３０以下の基で置換されていてもよいシリル基、アリール基、アミノ基または複素環基を示す。

一般式（３）におけるＲ¹〜Ｒ⁶が示すアリール基としては、例えば、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、フルオレニル基、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、１−ナフタセニル基、２−ナフタセニル基、９−ナフタセニル基、１−ピレニル基、２−ピレニル基、４−ピレニル基、１−クリセニル基，６−クリセニル基，２−フルオランテニル基、３−フルオランテニル基，２−ビフェニルイル基、３−ビフェニルイル基、４−ビフェニルイル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、ｐ−ｔ−ブチルフェニル基等が挙げられる。

また、Ｒ¹〜Ｒ⁶が示す複素環基としては、ヘテロ原子としてＯ、Ｎ、Ｓを含有する５員または６員環の芳香族複素環基、炭素数２〜２０の縮合多環芳香複素環基が挙げられる。また、芳香族複素環基又は縮合多環芳香複素環基としては、チエニル基、フリル基、ピロリル基、ピリジル基、キノリル基、キノキサリル基、イミダゾピリジル基、ベンゾチアゾール基が挙げられる。代表的なものとしては，１−ピロリル基、２−ピロリル基、３−ピロリル基、ピラジニル基、２−ピリジニル基、３−ピリジニル基、４−ピリジニル基、１−インドリル基、２−インドリル基、３−インドリル基、４−インドリル基、５−インドリル基、６−インドリル基、７−インドリル基、１−イソインドリル基、２−イソインドリル基、３−イソインドリル基、４−イソインドリル基、５−イソインドリル基、６−イソインドリル基、７−イソインドリル基、２−フリル基、３−フリル基、２−ベンゾフラニル基、３−ベンゾフラニル基、４−ベンゾフラニル基、５−ベンゾフラニル基、６−ベンゾフラニル基、７−ベンゾフラニル基、１−イソベンゾフラニル基、３−イソベンゾフラニル基、４−イソベンゾフラニル基、５−イソベンゾフラニル基、６−イソベンゾフラニル基、７−イソベンゾフラニル基、キノリル基、３−キノリル基、４−キノリル基、５−キノリル基、６−キノリル基、７−キノリル基、８−キノリル基、１−イソキノリル基、３−イソキノリル基、４−イソキノリル基、５−イソキノリル基、６−イソキノリル基、７−イソキノリル基、８−イソキノリル基、２−キノキサリニル基、５−キノキサリニル基、６−キノキサリニル基、１−カルバゾリル基、２−カルバゾリル基、３−カルバゾリル基、４−カルバゾリル基、９−カルバゾリル基、１−フェナンスリジニル基、２−フェナンスリジニル基、３−フェナンスリジニル基、４−フェナンスリジニル基、６−フェナンスリジニル基、７−フェナンスリジニル基、８−フェナンスリジニル基、９−フェナンスリジニル基、１０−フェナンスリジニル基、１−アクリジニル基、２−アクリジニル基、３−アクリジニル基、４−アクリジニル基、９−アクリジニル基、等が挙げられる。

Ｒ¹〜Ｒ⁶が示すアミノ基としては、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、アラルキルアミノ基等が挙げられる。これらは、総炭素数１〜６の脂肪族及び／又は１〜４環の芳香族炭素環を有することが好ましい。このような基としては、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジブチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基、ビスビフェニリルアミノ基、ジナフチルアミノ基が挙げられる。

尚、上記した置換基とは、置換基の２以上が縮合環を形成していても良く、さらに置換基を有していても良い。
以上列挙した置換基を有する化合物の具体例としては下記表１〜３のものが示される。

また、発光層１４ｃを構成する発光性ゲスト材料としては、発光効率が高い材料、例えば、低分子蛍光色素、蛍光性の高分子、さらには金属錯体等の有機発光材料が用いられる。

ここで青色の発光性ゲスト材料とは、発光の波長範囲が約４００ｎｍ〜４９０ｎｍの範囲にピークを有する化合物である。このような化合物としては、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、ナフタセン誘導体、スチリルアミン誘導体、ビス（アジニル）メテンホウ素錯体などの有機物質が用いられる。なかでも、アミノナフタレン誘導体、アミノアントラセン誘導体、アミノクリセン誘導体、アミノピレン誘導体、スチリルアミン誘導体、ビス（アジニル）メテンホウ素錯体から選択されることが好ましい。

また、緑色の発光性ゲスト材料とは、発光の波長範囲が約４９０ｎｍ〜５８０ｎｍの範囲にピークを有する化合物である。このような化合物としては、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、ナフタセン誘導体、フルオランテン誘導体、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、キナクリドン誘導体、インデノ［１，２，３−ｃｄ］ペリレン誘導体、ビス（アジニル）メテンホウ素錯体ピラン系色素等の有機物質が用いられる。なかでも、アミノアントラセン誘導体、フルオランテン誘導体、クマリン誘導体、キナクリドン誘導体、インデノ［１，２，３−ｃｄ］ペリレン誘導体、ビス（アジニル）メテンホウ素錯体から選択されることが好ましい。

＜ナフタセン化合物層＞
ナフタセン化合物層１４ｄは、発光層１４ｃに対してホールをトラップし電子輸送層１４ｅへの注入を抑制すると共に、ナフタセン化合物層１４ｄによってブロッキングされた正孔を、効率的に発光層１４ｃ中における電子との再結合に寄与せしめる。その結果、ナフタセン化合物層１４ｄは発光寿命を延伸する効果を奏する。

ナフタセン化合物層は８０重量％以上の前記一般式（１）で表されるナフタセン化合物を含む。

一般式（１）におけるＲ^１〜Ｒ^８が示すアリール基としては、例えば、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、フルオレニル基、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、１−ナフタセニル基、２−ナフタセニル基、９−ナフタセニル基、１−ピレニル基、２−ピレニル基、４−ピレニル基、１−クリセニル基，６−クリセニル基，２−フルオランテニル基、３−フルオランテニル基、２−ビフェニルイル基、３−ビフェニルイル基、４−ビフェニルイル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、ｐ−ｔ−ブチルフェニル基等が挙げられる。

また、Ｒ^１〜Ｒ^８が示す複素環基としては、ヘテロ原子としてＯ、Ｎ、Ｓを含有する５員または６員環の芳香族複素環基、炭素数２〜２０の縮合多環芳香複素環基が挙げられる。また、芳香族複素環基又は縮合多環芳香複素環基としては、チエニル基、フリル基、ピロリル基、ピリジル基、キノリル基、キノキサリル基、イミダゾピリジル基、ベンゾチアゾール基が挙げられる。代表的なものとしては，１−ピロリル基、２−ピロリル基、３−ピロリル基、ピラジニル基、２−ピリジニル基、３−ピリジニル基、４−ピリジニル基、１−インドリル基、２−インドリル基、３−インドリル基、４−インドリル基、５−インドリル基、６−インドリル基、７−インドリル基、１−イソインドリル基、２−イソインドリル基、３−イソインドリル基、４−イソインドリル基、５−イソインドリル基、６−イソインドリル基、７−イソインドリル基、２−フリル基、３−フリル基、２−ベンゾフラニル基、３−ベンゾフラニル基、４−ベンゾフラニル基、５−ベンゾフラニル基、６−ベンゾフラニル基、７−ベンゾフラニル基、１−イソベンゾフラニル基、３−イソベンゾフラニル基、４−イソベンゾフラニル基、５−イソベンゾフラニル基、６−イソベンゾフラニル基、７−イソベンゾフラニル基、キノリル基、３−キノリル基、４−キノリル基、５−キノリル基、６−キノリル基、７−キノリル基、８−キノリル基、１−イソキノリル基、３−イソキノリル基、４−イソキノリル基、５−イソキノリル基、６−イソキノリル基、７−イソキノリル基、８−イソキノリル基、２−キノキサリニル基、５−キノキサリニル基、６−キノキサリニル基、１−カルバゾリル基、２−カルバゾリル基、３−カルバゾリル基、４−カルバゾリル基、９−カルバゾリル基、１−フェナンスリジニル基、２−フェナンスリジニル基、３−フェナンスリジニル基、４−フェナンスリジニル基、６−フェナンスリジニル基、７−フェナンスリジニル基、８−フェナンスリジニル基、９−フェナンスリジニル基、１０−フェナンスリジニル基、１−アクリジニル基、２−アクリジニル基、３−アクリジニル基、４−アクリジニル基、９−アクリジニル基、等が挙げられる。

前記一般式（１）で表されるナフタセン化合物としては、下記一般式（２）で表されるものが好ましい。

（ただし、一般式（２）中において、Ｒ^１〜Ｒ^４はそれぞれ独立に、水素原子、置換または無置換のフェニル基、置換または無置換のビフェニル基、置換または無置換のナフチル基、複素環基、フェニル基で置換された複素環基、または炭素数１３以下の縮合多環芳香複素環基を示す。）

また、前記一般式（２）におけるＲ^１〜Ｒ^４は、それぞれ独立に、水素原子、置換または無置換のフェニル基、置換または無置換のビフェニル基、あるいは置換または無置換のナフチル基であることがより好ましい。

本発明は、上記のようなナフタセン化合物をナフタセン化合物層１４ｄに用いることで、発光寿命の向上の効果が得られる。

前記一般式（２）で表されるナフタセン化合物の具体例については、下記表４〜６に示されるが、本発明はこれらの化合物に限定されることはない。

本発明のナフタセン化合物層１４ｄは、前記一般式（１）で表されるナフタセン化合物を８０重量％以上含むことが好ましく、９０重量％以上含むことがより好ましい。ナフタセン化合物層１４ｄにおいて前記一般式（１）に示されるナフタセン化合物が８０重量％未満であると発光寿命の向上の効果が得られない。

また本発明のナフタセン化合物層１４ｄは、膜厚が０．５〜１０ｎｍであることが好ましく、１〜５ｎｍであることがより好ましい。膜厚が１０ｎｍを超えると、ナフタセン化合物の発光光が発光層の発光光に混色して、充分な色純度が得られず、また膜厚が０．５ｎｍ未満であると、発光寿命を充分に延伸することができない。

ナフタセン化合物層１４ｄは、前記一般式（１）で表されるナフタセン化合物が８０重量％以上含む構成であれば良く、前記一般式（１）で表されるナフタセン化合物以外の成分を含んでも良い。ナフタセン化合物層１４ｄに含有し得る前記一般式（１）で表されるナフタセン化合物以外の成分としては、アントラセン化合物、ピレン化合物、ペンタセン化合物等が挙げられる。しかし、ナフタセン化合物層１４ｄは前記一般式（１）で表されるナフタセン化合物のみで構成されることが特に好ましい。
ナフタセン化合物層１４ｄは、他の有機層と同様に蒸着により製造することができる。

＜電子輸送層＞
電子輸送層１４ｅは、陰極１５から注入される電子を発光層１４ｃに輸送するためのものである。電子輸送層１４ｅ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、ビススチリル、ピラジン、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、フルオレノン、及び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、アクリジン、スチルベン、１，１０−フェナントロリン及びこれらの誘導体や金属錯体が挙げられる。

＜有機層＞
本実施の形態における有機層１４は、陽極１３側から順に、上述した正孔注入層１４ａ、正孔輸送層１４ｂ、発光層１４ｃ、ナフタセン化合物層１４ｄ、電子輸送層１４ｅを順次積層させた構成を有している。
尚、本発明における有機層１４は、上述したような層構造に限定されるものではない。有機層１４は、少なくとも発光層１４ｃと、ナフタセン化合物を含むナフタセン化合物層１４ｄと、電子輸送層１４ｅとが設けられ、電子輸送層１４ｅの発光層１４ｃ側の面にナフタセン化合物層１４ｄが接していれば良く、その他必要に応じた積層構造を選択することができる。
例えば、発光層１４ｃは、正孔輸送性の発光層、電子輸送性の発光層、或いは両電荷輸送性の発光層として有機電界発光素子１１に設けられていても良い。

さらに、発光層１４ｃとナフタセン化合物層１４ｄとの間に、本発明の効果を損なわない範囲で、ホスト材料からなる層やその他の層を積層する構成としても良い。積層し得る層として好適なものとしては、例えば、青色または青色よりも短波長の発光を生じる補助発光層が挙げられる。この補助発光層はホスト材料と発光性ドーパントとで構成されていることとする。このような化合物として、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、ナフタセン誘導体、スチリルアミン誘導体、ビス（アジニル）メテンホウ素錯体などの有機物質が用いられる。なかでも、アミノナフタレン誘導体、アミノアントラセン誘導体、アミノクリセン誘導体、アミノピレン誘導体、スチリルアミン誘導体、ビス（アジニル）メテンホウ素錯体から選択されることが好ましい。このような補助発光層は、発生した再結合エネルギーが、速やかに発光層１４ｃに移動して発光に寄与する。

ここで、従来から熱転写法を用いて転写された発光層を備える有機電界発光素子では、シャドウマスク法によって製造された有機電界発光素子と比較して、発光効率及び輝度寿命が比較的短いという問題がある。熱転写法を用いた有機電界発光素子では、熱転写プロセスのために正孔輸送層１４ｂを真空状態から不活性ガス中に暴露するだけで、正孔輸送層１４ｂの表面に不純物がトラップされてキャリアバランスが崩れてしまう。特に、正孔輸送層１４ｂ界面で発光する緑色有機電界発光素子においてこの問題は深刻である。
そこで本発明の有機電界発光素子では、正孔輸送層１４ｂの発光層１４ｃ側にナフタセン化合物層１４ｄを設け、さらに発光層１４ｃとナフタセン化合物層１４ｄとの間に補助発光層を設ける構成とすることが好ましい。かかる構成とすることで、再結合の位置が正孔輸送層１４ｂ側から補助発光層側に移り、熱転写における正孔輸送層１４ｂ界面の汚染からの影響が抑制され、発光効率及び輝度寿命が向上される。

またさらに、以上の有機層１４を構成する各層、例えば正孔注入層１４ａ、正孔輸送層１４ｂ、発光層１４ｃ、ナフタセン化合物層１４ｄ、および電子輸送層１４ｅは、それぞれが複数層からなる積層構造であっても良い。

＜陰極＞
次に、このような構成の有機層１４上に設けられる陰極１５は、例えば、有機層１４側から順に第１層１５ａ、第２層１５ｂを積層させた２層構造で構成されている。

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、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、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、複合酸化物、及びフッ化物等を、単体で又はこれらの金属、酸化物、複合酸化物、及びフッ化物の中から選ばれる２以上の混合物や合金として安定性を高めて使用しても良い。

第２層１５ｂ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。この第２層１５ｂ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良い。

以上のような陰極１５は、この有機電界発光素子１１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、有機層１４と上述の絶縁膜（不図示）とによって、陽極１３と絶縁された状態で基板１２上にベタ膜状に形成される。陰極１５は、各画素の共通電極として用いられる。

尚、陰極１５は上記のような積層構造に限定されることはなく、作製されるデバイスの構造に応じて最適な組み合わせ、積層構造を取れば良いことは言うまでもない。上述した陰極１５の構成は、電極各層の機能分離、即ち有機層１４への電子注入を促進させる無機層（第１層１５ａ）と、電極を司る無機層（第２層１５ｂ）とを分離した積層構造である。しかしながら、有機層１４への電子注入を促進させる無機層が、電極を司る無機層を兼ねても良く、これらの層の機能を兼ねた単層からなる構造として構成しても良い。また、この単層構造上にＩＴＯなどの透明電極を形成した積層構造としても良い。

そして上記した構成の有機電界発光素子１１に印加する電流は、通常、直流であるが、パルス電流や交流を用いても良い。電流値、電圧値は、素子が破壊されない範囲内であれば特に制限はないが、有機電界発光素子の消費電力や寿命を考慮すると、なるべく小さい電気エネルギーで効率良く発光させることが望ましい。

また、この有機電界発光素子１１が、キャビティ構造となっている場合、陰極１５が半透過半反射材料を用いて構成される。そして、陽極１３側の光反射面と、陰極１５側の光反射面との間で多重干渉させた発光光が陰極１５側から取り出される。多重干渉させた発光光が陰極１５側から取り出される上面発光（トップエミッション）構成とすることで、光取り出しを増幅させる効果を奏する。この場合、陽極１３側の光反射面と陰極１５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。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。

さらに、ここでの図示は省略したが、このような構成の有機電界発光素子１１は、大気中の水分や酸素等による有機材料の劣化を防止するため保護層（パッシベーション層）で覆われた状態で用いることが好ましい。保護膜には、窒化珪素（代表的には、Ｓｉ_３Ｎ_４）、酸化珪素（代表的には、ＳｉＯ_２）膜、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ：組成比Ｘ＞Ｙ）膜、酸化窒化珪素（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、ＣＮ（Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏｔｕｂｅ）膜等が用いられる。これらの膜は、単層または積層させた構成とすることが好ましい。なかでも、窒化物からなる保護層は膜質が緻密であり、有機電界発光素子１１に悪影響を及ぼす水分、酸素、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ため好ましく用いられる。

尚、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、陽極と陰極との間に発光層と電子輸送層とを有する有機層を挟持してなる構成に広く適用可能である。したがって、基板側から順に、陰極、有機層、陽極を順次積層した構成の有機電界発光素子にも適用可能である。また、基板側に位置する下部電極（陰極又は陽極の一方）を透明材料で構成し、基板と反対側に位置する上部電極（陰極又は陽極の他方）を反射材料で構成し、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（所謂透過型）の有機電界発光素子にも適用できる。

さらに、本発明の有機電界発光素子とは、一対の電極（陽極と陰極）、及びその電極間に有機層が挟持されることによって形成される素子であれば良い。このため本発明は、一対の電極および有機層のみで構成されたものに限定されることはなく、本発明の効果を損なわない範囲で他の構成要素（例えば、無機化合物層や無機成分）が共存することを排除するものではない。

以上のように構成された有機電界発光素子１１では、以降の実施例で詳細に説明するように、ナフタセン化合物層１４ｄを設けていない構成の素子と比較して、発光寿命が向上することが確認された。

しかも、発光層１４ｃに対して、黄色若しくは赤色に発光するナフタセン化合物層１４ｄを積層させた構造をとるものの、電界を印加してもナフタセン化合物層１４ｄからの発光による混色は生じず、発光層１４ｃを構成する発色材料の発光を得ることができる。これは、発光層１４ｃを貫いてきた正孔がナフタセン化合物層１４ｄによってトラップされ、電子輸送層１４ｅへの正孔注入が抑えられることでＡｌｑ３等の電子輸送層１４ｅを構成する材料の劣化が抑えられる為である。またそれだけではなく、トラップされた正孔は発光層１４ｃを構成するホスト材料の電子を励起させるように効率的に作用する為である。この結果、発光層１４ｃにおける発光の安定化、即ち発光寿命の延伸の効果を奏する。特に、発光性ゲスト材料が青色及び緑色発光の有機材料からなる有機電界発光素子１１の場合、上記構造をとることが発光寿命の向上において効果的である。

以上から、上述した構成の有機電界発光素子１１によれば、色純度を保ちつつ発光光の発光寿命の向上を図ることが可能である。

〔表示素子の実施の形態〕
＜表示素子＞
図２は、本発明に係る有機電界発光素子を用いた表示装置、所謂、有機ＥＬ表示装置の一実施の形態における構成を説明するための概略の回路構成図である。本実施の形態の表示素子は、本発明に係る有機電界発光素子（１１）を用いたアクティブマトリックス方式の表示装置（２０）である。

図２に示すように、表示装置２０の基板１２上には、破線で囲まれた表示領域１２ａとその周辺領域１２ｂとが設定されている。表示領域１２ａには、複数の走査線２１と複数の信号線２３とが縦横に配線されている。この複数の走査線２１と複数の信号線２３との交差部には夫々１つの画素が設けられ、画素アレイ部として構成されている。また周辺領域１２ｂには、走査線２１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（即ち、入力信号）を信号線２３に供給する信号線駆動回路２７とが配置されている。

走査線２１と信号線２３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、および有機電界発光素子１１で構成されている。そして、走査線駆動回路２５による駆動により、スイッチング用の薄膜トランジスタＴｒ１を介して信号線２３から書き込まれた映像信号が保持容量Ｃｓに保持される。次いで、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１１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１１が発光する。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）２９に接続されている。

尚、以上のような画素回路の構成は、本発明を適用し得る構成の一例であり、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たりして画素回路を構成しても良い。また、周辺領域１２ｂ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。

そして、本実施の形態の表示装置２０においては、図１を用いて説明した本発明の有機電界発光素子１１を赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）の有機電界発光素子として１つの画素に設けた画素を、夫々サブピクセルとして１画素を構成している。そして、３色のサブピクセルを一組とした各画素を基板１２上に複数配列することで、色再現性の高いフルカラー表示が行われる構成となっている。

本発明の表示装置は、少なくとも一部の有機電界発光素子が、青色発光素子として設けられている構成が好ましい。発光寿命が長く、充分な色純度を有する青色発光の有機電界発光素子を用いることで、色再現性の高いフルカラー表示が長期間に亘り可能となる。

また本発明の表示装置は、少なくとも一部の有機電界発光素子が、緑色発光素子として設けられている構成が好ましい。発光寿命が長く、充分な色純度を有する緑色発光の有機電界発光素子を用いることで、色再現性の高いフルカラー表示が長期間に亘り可能となる。

また、このような構成の有機電界発光素子１１を備えた表示装置２０においては、大気中の水分や酸素等による有機電界発光素子１１の劣化を防止するための封止膜を形成するなどの処置を施すことが好ましい。

また、図３は本発明の表示装置に適用可能な封止された構成の表示モジュールの構成概略図である。
本発明の表示素子には、例えば図３に示すような、封止された構成のモジュール形状のものを適用しても良い。この表示モジュールは、画素アレイ部である表示領域１２ａ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３２）に貼り付けられて形成されたものである。この透明な封止基板３２には、カラーフィルタ、保護膜、遮光膜等が設けられていても良い。

以上のような表示領域１２ａが形成された表示モジュールとしての基板１２には、外部から表示領域１２ａ（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３３が設けられていても良い。

本実施の形態の表示装置２０は、上述したように発光効率が高く、かつ寿命特性に優れている有機電界発光素子を用いて構成されている。このため、有機電界発光素子を青色、緑色、及び赤色発光の有機電界発光素子として組み合わせることで、本発明に係る表示装置２０は色再現性及び信頼性の高いフルカラー表示が可能になる。

また以上説明した本発明に係る表示装置は、様々な電子機器に適用可能である。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、ビデオカメラ等の電子機器に入力された映像信号、若しくは電子機器内で生成した映像信号を、画像や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可能である。

本発明の具体的な実施例及び比較例の有機電界発光素子の製造手順を、図１を参照して説明し、次にこれらの評価結果を説明する。

＜実施例１〜４＞
発光層１４ｃにおける発光性ゲスト材料として青色発色性の化合物を用いて有機電界発光素子１１を作製した。
先ず、３０ｍｍ×３０ｍｍのガラス板からなる基板１２上に、陽極１３として、膜厚が１９０ｎｍのＡｇ合金（反射層）上に１２．５ｎｍのＩＴＯ透明電極を積層した上面発光用の有機電界発光素子用のセルを作製した。
次に、真空蒸着法により、有機層１４の正孔注入層１４ａとして、下記構造式（１０１）に示されるｍ−ＭＴＤＡＴＡよりなる膜を１２ｎｍの膜厚（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／ｓｅｃ）で形成した。ただし、ｍ−ＭＴＤＡＴＡは、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である。

次いで、正孔輸送層１４ｂとして、下記構造式（１０２）に示されるα−ＮＰＤよりなる膜を１２０ｎｍの膜厚（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／ｓｅｃ）で形成した。ただし、α−ＮＰＤは、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’―ジアミンである。

このようにして形成された正孔輸送層１４ｂ上に、発光層１４ｃを形成した。ホスト材料としては上記構造式Ａ−２０（表２参照）に示される９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（ＡＤＮ）を蒸着し、膜厚３０ｎｍの膜を形成した。その際、ＡＤＮには青色ドーパントであるＢＤ−０５２（出光興産社製）を相対膜厚比で５％ドーピングして、発光層１４ｃとした。

このようにして形成された発光層１４ｃ上に、ナフタセン化合物層１４ｄとして下記構造式（１０３）に示されるルブレンを蒸着し、所定の膜厚で膜を形成した。ナフタセン化合物層１４ｄは、実施例１〜４において１ｎｍ、３ｎｍ、５ｎｍ、１０ｎｍとした。

次いで、電子輸送層１４ｅとして、下記構造式（１０４）に示すＡｌｑ３（８−ヒドロキシキノリンアルミニウム）を、ナフタセン化合物層１４ｄと電子輸送層１４ｅの合算膜厚が２８ｎｍとなるように蒸着した。即ち、実施例１〜４において電子輸送層１４ｅの膜厚は、２７ｎｍ、２５ｎｍ、２３ｎｍ、１８ｎｍとした。

以上のようにして、正孔注入層１４ａ、正孔輸送層１４ｂ、発光層１４ｃ、ナフタセン化合物層１４ｄおよび電子輸送層１４ｅを順次積層してなる有機層１４を形成した。さらにその後、陰極１５の第１層１５ａとして、ＬｉＦよりなる膜を真空蒸着法により約０．５ｎｍ（蒸着速度０．０１ｎｍ／ｓｅｃ）の膜厚で形成した。最後に、真空蒸着法により、第１層１５ａ上に陰極１５の第２層１５ｂとして膜厚１１ｎｍのＭｇＡｇ膜を形成した。
以上のようにして、実施例１〜４の有機電界発光素子１１を作製した。

＜比較例１＞
実施例１でナフタセン化合物層１４ｄを成膜せず、代わりに、発光層１４ｃに続いて直接、電子輸送層１４ｅを２８ｎｍで形成した以外は、実施例１と全く同様にして有機電界発光素子１１を作製した。

＜比較例２＞
実施例１でナフタセン化合物層１４ｄを２８ｎｍ成膜し、電子輸送層１４ｅを成膜せずに直接に陰極を形成した以外は、実施例１と全く同様にして有機電界発光素子１１を作製した。即ち、電子輸送層１４ｅとしてナフタセン化合物層を代用した有機電界発光素子１１を作製した。

＜比較例３＞
実施例１でナフタセン化合物層１４ｄを１５ｎｍ成膜し、電子輸送層１４ｅを１３ｎｍ成膜して陰極を形成した以外は、実施例１と全く同様にして有機電界発光素子１１を作製した。

＜評価結果＞
以上の実施例１〜４、比較例１及び２で作製した各有機電界発光素子について、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ^２での駆動時における駆動電圧（Ｖ）、色座標（ｘ、ｙ）を測定した。また、電流密度１００ｍＡ／ｃｍ^２で定電流駆動させた時の輝度半減時間を測定した。これらの結果を、下記表７に示す。ここで、色座標とは、ＣＩＥ表色系の色度座標を示す。

上記表７に示すように、本発明を適用した実施例１〜４の何れの有機電界発光素子も、ナフタセン化合物層１４ｄを有しない比較例１の有機電界発光素子と比較して、同程度の駆動電圧での発光寿命が大幅に向上している。また、比較例２では電子輸送層１４ｅをルブレンで置き換えた素子であるが、実施例１〜４の有機電界発光素子と比較して電圧が上昇すると共に、色座標においてルブレンの発光が混色するためｙ値が上昇、即ち色純度が悪化し、かつ発光寿命も短い。さらに、ナフタセン化合物層１４ｄが１０ｎｍ以下では、ナフタセン化合物層１４ｄを有しない比較例１よりも発光寿命が長くなるが、ナフタセン化合物層１４ｄが１５ｎｍ以上で積層した素子（比較例２及び３）では実施例１〜４、及び比較例１よりも発光寿命が短い。

以上より、本発明に係る有機電界発光素子１１では、１０ｎｍ以下で成膜されたナフタセン化合物層１４ｄが電子輸送層１４ｅと発光層１４ｃとの間に挟まれ、当該電子輸送層１４ｅと接する構成をとることによって、再結合にかかるチャージバランスを整え、輝度の時間的な低下を抑制する効果をもたらす。特に、本発明に係る有機電界発光素子１１では、ナフタセン化合物層１４ｄの膜厚が１ｎｍ、３ｎｍでは、より一層の輝度の時間的な低下を抑制する効果をもたらす。

＜実施例５、６＞
発光層における発光性ゲスト材料として緑色発色性の化合物を用いて有機電界発光素子１１を作製した。

先ず、３０ｍｍ×３０ｍｍのガラス板からなる基板１２上に、陽極１３として、膜厚が１９０ｎｍのＡｇ合金（反射層）上に１２．５ｎｍのＩＴＯ透明電極を積層した上面発光用の有機電界発光素子用のセルを作製した。
次に、真空蒸着法により、有機層１４の正孔注入層１４ａとして、上記構造式（１０１）に示されるｍ−ＭＴＤＡＴＡよりなる膜を８ｎｍの膜厚（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／ｓｅｃ）で形成した。

次いで、正孔輸送層１４ｂとして、上記構造式（１０２）に示されるα−ＮＰＤよりなる膜を２０ｎｍの膜厚（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／ｓｅｃ）で形成した。

このようにして形成された正孔輸送層１４ｂ上に、発光層１４ｃを形成した。ホスト材料としては下記構造式（Ａ）に示される９−（１−ナフチル）−１０−（１−ビフェニル）アントラセン（ＡＮＢ）を蒸着し、膜厚３０ｎｍの膜を形成した。その際、ＡＮＢには緑色ドーパントである構造式（Ｂ）を相対膜厚比で９％ドーピングして、発光層１４ｃとした。

このようにして形成された発光層１４ｃ上に、ナフタセン化合物層１４ｄとして下記化合物（１０５）を蒸着し、所定の膜厚で膜を形成した。ナフタセン化合物層は、実施例５〜６において１ｎｍ、５ｎｍとした。

次いで、電子輸送層１４ｅとしてＡｌｑ３（８−ヒドロキシキノリンアルミニウム）を、ナフタセン化合物層１４ｄと電子輸送層１４ｅの合算膜厚が４０ｎｍとなるように蒸着した。即ち、実施例５、６において電子輸送層１４ｅの膜厚は、３９ｎｍ、３５ｎｍとした。

以上のようにして、正孔注入層１４ａ、正孔輸送層１４ｂ、発光層１４ｃ、ナフタセン化合物層１４ｄ及び電子輸送層１４ｅを順次積層してなる有機層１４を形成した。さらにその後、陰極１５の第１層１５ａとして、ＬｉＦよりなる膜を真空蒸着法により約０．５ｎｍ（蒸着速度０．０１ｎｍ／ｓｅｃ）の膜厚で形成した。最後に、真空蒸着法により、第１層１５ａ上に陰極１５の第２層１５ｂとして膜厚１１ｎｍのＭｇＡｇ膜を形成し、有機電界発光素子１１を作製した。

＜実施例７、８＞
実施例７、８は、実施例５、６においてナフタセン化合物層１４ｄとして用いた化合物（１０５）の代わりに、下記化合物（１０６）を用いた以外は実施例５、６と同様にして有機電界発光素子１１を作製した。

以上のようにして、実施例５〜８の有機電界発光素子１１を作製した。

＜実施例９、１０＞
実施例９、１０は、実施例５、６においてナフタセン化合物層１４ｄとして用いた化合物（１０５）の代わりに下記化合物（１０７）を用いた以外は実施例５、６と同様にして有機電界発光素子１１を作製した。

＜比較例４＞
実施例５でナフタセン化合物層１４ｄを成膜せず、代わりに、発光層１４ｃに続いて直接、電子輸送層１４ｅを４０ｎｍで形成した以外は、実施例５と全く同様にして有機電界発光素子１１を作製した。

＜評価結果＞
以上の実施例５〜１０及び比較例４で作製した各有機電界発光素子について、実施例１〜４、及び比較例１〜３と同様にして、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ^２での駆動時における駆動電圧（Ｖ）、色座標（ｘ、ｙ）を測定した。また、電流密度１００ｍＡ／ｃｍ^２で定電流駆動させた時の輝度半減時間を測定した。これらの結果を、下記表８に示す。

上記表８に示すように、本発明を適用した実施例５〜１０の何れの緑色発光の有機電界発光素子も、ナフタセン化合物層を有しない比較例４の有機電界発光素子よりも、同程度の駆動電圧で発光寿命が大幅に向上している。
以上より、本発明に係る有機電界発光素子では、ナフタセン化合物層が電子輸送層と発光層との間に挟まれ、当該電子輸送層と接する構成によって、再結合にかかるチャージバランスを整え、輝度の時間的な低下を防ぐ効果をもたらす。

＜実施例１１〜１４、比較例５＞
図４は本発明の有機電界発光素子の製造方法においてレーザー転写を用いた場合の概略工程図である。
実施例１１〜１４および比較例５は、実施例５、６と同様にして上面発光用の有機電界発光素子用のセルを作製し、素子作成用の基板１２上に陽極１３を形成する。次に、陽極１３の周縁を覆い、画素領域を開口する形状の絶縁膜２０をパターン形成する。さらに図４（１）に示すように陽極１３上に蒸着成膜法により正孔注入層１４ａ、正孔輸送層１４ｂを積層した。

次いで、転写用基板３０ｒとして、ガラス基板３１の上に、厚さ２００ｎｍのクロムからなる光吸収層３３を通常スパッタリング法により成膜した。さらに、この光吸収層３３上にホスト材料として上記構造式（Ａ）に示される９−（１−ナフチル）−１０−（１−ビフェニル）アントラセン（ＡＮＢ）を蒸着し、膜厚３０ｎｍの膜を形成した。その際、ＡＮＢには緑色ドーパントである上記構造式（Ｂ）を相対膜厚比で９％ドーピングして、発光層１４ｃとした。

以上により得られた転写用基板３０ｒを、図４（２）に示すように素子作成用の基板１２の上に、成膜された正孔輸送層１４ｂと発光層１４ｃとが向かい合う形で配置し、真空中で密着させた。転写用基板３０ｒと正孔輸送層１４ｂとは、絶縁膜２０の厚さによって、約２μｍの小さな間隙が形成・維持されていた。この状態で、図４（３）に示すように転写用基板３０ｒの裏側から波長８００ｎｍのレーザー光線ｈｒを照射することにより、光吸収層３３に吸収させ、その熱を利用して転写用基板３０ｒから正孔輸送層１４ｂ上に発光層１４ｃを転写させた。
このときのレーザー光線ｈｒのスポットサイズは、３００μｍ×１０μｍとした。レーザー光線ｈｒは、該レーザー光線の長手寸法に対して直交する方向において走査した。エネルギー密度は、２．６ｅ^-3ｍＪ／μｍ²であった。

このようにして形成された発光層１４ｃ上に、補助発光層を真空蒸着法で形成した。ホスト材料としては上記構造式Ａ−２０（表２参照）に示される９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（ＡＤＮ）を蒸着し、膜厚３０ｎｍの膜を形成した。その際、ＡＤＮには青色ドーパントであるＢＤ−０５２（出光興産社製）を相対膜厚比で５％ドーピングして、補助発光層（不図示）とした。

このようにして形成された補助発光層上に、ナフタセン化合物層１４ｄとして上記化合物（１０５）を蒸着し、所定の膜厚で膜を形成した。ナフタセン化合物層１４ｄは、実施例１１〜１４において順に１ｎｍ、３ｎｍ、５ｎｍ、１０ｎｍとした。

次いで、電子輸送層１４ｅとしてＡｌｑ３（８−ヒドロキシキノリンアルミニウム）を３９ｎｍの膜厚で蒸着した。なお、電子輸送層１４ｅは、ナフタセン化合物層１４ｄと電子輸送層１４ｅの合算膜厚が４０ｎｍとなるようにした。すなわち、実施例２〜５においてそれぞれ、３９ｎｍ、３７ｎｍ、３５ｎｍ、３０ｎｍとした。比較例５は、ナフタセン化合物層１４ｄを挿入せず、電子輸送層１４ｅを４０ｎｍ蒸着した。

以上のようにして、正孔注入層１４ａ、正孔輸送層１４ｂ、発光層１４ｃ、ナフタセン化合物層１４ｄ、補助発光層（不図示）、および電子輸送層１４ｅを順次積層してなる有機層１４を形成した。さらにその後、陰極１５の第１層１５ａとして、ＬｉＦよりなる膜を真空蒸着法により約０．５ｎｍ（蒸着速度０．０１ｎｍ／ｓｅｃ）の膜厚で形成した。最後に、真空蒸着法により、第１層１５ａ上に陰極１５の第２層１５ｂとして膜厚１１ｎｍのＭｇＡｇ膜を形成し、有機電界発光素子１１を作製した。

＜評価結果＞
以上の実施例１１〜１４及び比較例５で作製した各有機電界発光素子について、実施例１〜４、及び比較例１〜３と同様にして、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ^２での駆動時における色座標（ｘ、ｙ）を測定した。また、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ^２での駆動時における発光効率（Ｃｄ／Ａ）を測定した。さらに、電流密度１００ｍＡ／ｃｍ^２で定電流駆動させた時の輝度半減時間を測定した。これらの結果を、下記表９に示す。

以上の表９に示すように、本発明を適用した実施例１１〜１４の何れの緑色発光の有機電界発光素子も、ナフタセン化合物層を有しない比較例５よりも、同程度の駆動電圧で発光寿命が大幅に向上している。
以上より、本発明に係る有機電界発光素子では、ナフタセン化合物層が電子輸送層と発光層との間に挟まれ、当該電子輸送層と接する構成によって、再結合にかかるチャージバランスを整え、輝度の時間的な低下を防ぐ効果をもたらす。

本発明に係る有機電界発光素子の一実施の形態における構成を模式的に示す断面図である。 本発明に係る有機電界発光素子を用いた有機ＥＬ表示装置の一実施の形態における構成を説明するための概略の回路構成図である。 本発明の表示装置に適用可能な封止された構成の表示モジュールの構成概略図である。 本発明の有機電界発光素子の製造方法においてレーザー転写を用いた場合の概略工程図である。

符号の説明

１１ 有機電界発光素子
１２ 基板
１３ 陽極
１４ 有機層
１４ａ 正孔注入層
１４ｂ 正孔輸送層
１４ｃ 発光層
１４ｄ ナフタセン化合物層
１４ｅ 電子輸送層
１５ 陰極
１５ａ 第１層（陰極）
１５ｂ 第２層（陰極）
２０ 絶縁膜
３０ｒ 転写用基板
３１ ガラス基板
３３ 光吸収層

Claims (12)

1. 陽極と陰極との間に発光層、ナフタセン化合物を含むナフタセン化合物層および電子輸送層を備えた有機層を挟持してなり、
   前記発光層は、発光性ゲスト材料と、アントラセンを母骨格とした芳香族炭化水素化合物を含んで構成され、
   前記ナフタセン化合物層は、下記一般式（１）で示されるナフタセン化合物を８０重量％以上含み、膜厚が０．５〜１０ｎｍであり、前記電子輸送層の前記発光層側の面に接して設けられている、有機電界発光素子。
   

   

   
   （ただし、一般式（１）中において、Ｒ^１〜Ｒ^８はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、炭素数２０以下の基で置換されていてもよいカルボニル基、カルボニルエステル基、アルキル基、アルケニル基またはアルコキシル基、炭素数３０以下の基で置換されていてもよいシリル基、アリール基または複素環基を示す。）
2. 前記ナフタセン化合物層は、下記一般式（２）で示されるナフタセン化合物を８０重量％以上含む、請求項１に記載の有機電界発光素子。
   

   

   
   （ただし、一般式（２）中において、Ｒ^１〜Ｒ^４はそれぞれ独立に、水素原子、置換または無置換のフェニル基、置換または無置換のビフェニル基、置換または無置換のナフチル基、複素環基、フェニル基で置換された複素環基、または炭素数１３以下の縮合多環芳香複素環基を示す。）
3. 前記ナフタセン化合物層の前記一般式（２）におけるＲ^１〜Ｒ^４は、それぞれ独立に、水素原子、置換または無置換のフェニル基、置換または無置換のビフェニル基、あるいは置換または無置換のナフチル基である請求項２に記載の有機電界発光素子。
4. 前記ナフタセン化合物層の膜厚が１〜５ｎｍである請求項１に記載の有機電界発光素子。
5. 前記発光層と前記ナフタセン化合物層との間に補助発光層が設けられている請求項１に記載の有機電界発光素子。
6. 前記発光性ゲスト材料が青色もしくは緑色発光の有機材料からなる請求項１に記載の有機電界発光素子。
7. 前記発光層で発生した発光光が、前記陽極と前記陰極との間の何れかの層間において多重干渉して当該陽極または陰極の一方の側から取り出されるものである請求項１に記載の有機電界発光素子。
8. 前記発光層で発生した発光光が、前記陽極と陰極との間の何れかの層間において多重干渉して陰極側から取り出されるものである請求項１に記載の有機電界発光素子。
9. 基板と、
   該基板上に複数配列形成された有機電界発光素子とを備え、
   前記有機電界発光素子のうちの少なくとも一部の有機電界発光素子は、
   陽極と陰極との間に発光層、ナフタセン化合物を含むナフタセン化合物層および電子輸送層を備えた有機層を挟持してなり、
   前記発光層は、発光性ゲスト材料と、アントラセンを母骨格とした芳香族炭化水素化合物を含んで構成され、
   前記ナフタセン化合物層は、下記一般式（１）で示されるナフタセン化合物を８０重量％以上含み、膜厚が０．５〜１０ｎｍであり、前記電子輸送層の前記発光層側の面に接して設けられている、表示装置。
   

   

   
   （ただし、一般式（１）中において、Ｒ^１〜Ｒ^８はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基、炭素数２０以下の基で置換されていてもよいカルボニル基、カルボニルエステル基、アルキル基、アルケニル基またはアルコキシル基、炭素数３０以下の基で置換されていてもよいシリル基、アリール基または複素環基を示す。）
10. 前記少なくとも一部の有機電界発光素子が、青色発光素子として設けられている請求項９に記載の表示装置。
11. 前記少なくとも一部の有機電界発光素子が、緑色発光素子として設けられている請求項９に記載の表示装置。
12. 前記基板上には、青色、緑色および赤色の有機電界発光素子が設けられ、前記青色の有機電界発光素子及び／又は緑色の有機電界発光素子が、前記少なくとも一部の有機電界発光素子である請求項１０または１１に記載の表示装置。

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