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WO2016035413A1 - 表示素子および表示装置ならびに電子機器 - Google Patents

表示素子および表示装置ならびに電子機器 Download PDF

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WO2016035413A1
WO2016035413A1 PCT/JP2015/067145 JP2015067145W WO2016035413A1 WO 2016035413 A1 WO2016035413 A1 WO 2016035413A1 JP 2015067145 W JP2015067145 W JP 2015067145W WO 2016035413 A1 WO2016035413 A1 WO 2016035413A1
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WO
WIPO (PCT)
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layer
display element
light emitting
display
electrode
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2015/067145
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English (en)
French (fr)
Inventor
鬼島　靖典
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Joled Inc
Original Assignee
Joled Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Joled Inc filed Critical Joled Inc
Priority to JP2016546354A priority Critical patent/JP6612236B2/ja
Publication of WO2016035413A1 publication Critical patent/WO2016035413A1/ja
Priority to US15/439,675 priority patent/US20170162818A1/en
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H10K59/8052—Cathodes
    • H10K59/80523—Multilayers, e.g. opaque multilayers

Definitions

  • Organic electric field display elements are attracting attention as potential candidates for next-generation display elements, but the efficiency of extracting light emitted from the light emitting layer to the outside is as low as about 20% to 30%. For this reason, for example, the light extraction efficiency has been improved by forming a reflector structure inside the display element or adding a member such as a diffraction grating film, a microlens array, or an optical prism (for example, Patent Documents 1 to 6). 4).
  • a display element includes an organic layer having at least a light emitting layer between a first electrode and a second electrode, and an organic material having microcrystalline properties between the first electrode and the light emitting layer. It has a material layer.
  • a display device includes a plurality of the display elements.
  • An electronic apparatus includes the display device as a display unit.
  • the display device including the display device, and the electronic device, the organic material layer having microcrystalline properties is provided between the light emitting layer and the first electrode, and thus the light is emitted from the light emitting layer.
  • Light is amplified by scattering or interaction with the first electrode.
  • the display device including the display element, and the electronic apparatus, an organic material layer having microcrystalline properties is provided between the light emitting layer and the first electrode.
  • an organic material layer having microcrystalline properties is provided between the light emitting layer and the first electrode.
  • FIG. 8A It is a perspective view showing the external appearance seen from the back side of the application example 2 shown to FIG. 8A. It is a perspective view showing the external appearance of the example 3 of application of the said display apparatus. It is a perspective view showing the external appearance of the application example 4 of the said display apparatus. It is a perspective view showing the external appearance seen from the front side of the example 5 of application of the said display apparatus. It is a perspective view showing the external appearance seen from the back side of the application example 5 shown to FIG. 11A. 4 shows the measurement results of surface roughness in Example 4. It is a characteristic view showing the luminance viewing angle dependency in an Example and a comparative example.
  • Embodiments of the present disclosure will be described in detail in the following order with reference to the drawings.
  • Embodiment Example in which the electron transport layer has a laminated structure and one layer is formed of a microcrystalline organic material
  • Configuration of display element 1-2 1.
  • Configuration of display device Modified example (example in which an electrotransport layer formed of a microcrystalline organic material is laminated) 3.
  • FIG. 1 illustrates a cross-sectional configuration of a display element (display element 10) according to an embodiment of the present disclosure.
  • the display element 10 has a configuration in which an anode 12 (second electrode), an organic layer 13 including a light emitting layer 13C, and a cathode 14 (first electrode) are laminated on a substrate 11 in this order.
  • the organic layer 13 is formed, for example, by laminating a hole injection layer 13A and a hole transport layer 13B as a hole supply layer, a light emitting layer 13C and an electron transport layer 13D as an electron supply layer in order from the anode 12 side. is there.
  • Each component may be either a single layer or a laminated structure.
  • the substrate 11 is a support body in which a plurality of display elements 10 are arranged and formed on one main surface side thereof, and may be a well-known one, for example, a film or sheet made of quartz, glass, metal foil, or resin. Etc. are used. Of these, quartz and glass are preferable.
  • methacrylic resins represented by polymethyl methacrylate (PMMA), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polybutylene naphthalate ( Polyesters such as PBN) or polycarbonate resins may be mentioned, but it is desirable to perform a laminated structure and surface treatment that suppress water permeability and gas permeability.
  • the anode 12 uses an electrode material having a high reflectivity, whereby the light extraction efficiency to the outside is improved due to the interference effect and the high reflectivity effect. For this reason, for example, it is preferable to have a laminated structure of a layer having excellent light reflectivity (first layer 12A) and a layer having light transmittance (12B).
  • the first layer 12A is preferably made of an alloy mainly containing Al as a main component, and an element having a work function relatively smaller than that of the main component Al is used as a subcomponent.
  • a subcomponent for example, a lanthanoid series element can be used.
  • the work function of lanthanoid series elements is not large, the inclusion of these elements improves the stability of the anode and also satisfies the hole injection property of the anode.
  • elements such as silicon (Si) and copper (Cu) may be used as subcomponents.
  • an oxide of an Al alloy an oxide of molybdenum (Mo), an oxide of zirconium (Zr), an oxide of Cr, and an oxide of tantalum (Ta) can be used.
  • the oxide of the lanthanoid series element includes this because it has a high transmittance.
  • the transmittance of the first layer 12B becomes good. Thereby, the reflectance at the surface of the first layer 12A is kept high.
  • the hole injection characteristic of the anode 12 is improved by using a transparent conductive layer such as ITO or IZO for the first layer 12B. Since ITO and IZO have a large work function, they can be used for the side in contact with the substrate 11, that is, the first layer 12A, to increase carrier injection efficiency and improve the adhesion between the anode 12 and the substrate 11. it can.
  • the anode 12 is patterned for each pixel, and a driving thin film transistor (Thin Film) provided on the substrate 11 is used. It is provided in a state of being connected to a transistor (TFT) (not shown).
  • a partition wall 15 (see FIG. 4) is provided on the anode 12, and the surface of the anode 12 of each pixel is exposed from the opening of the partition wall 15.
  • the hole injection layer 13A is a buffer layer for increasing the efficiency of hole injection into the light emitting layer 13C and preventing leakage.
  • the thickness of the hole injection layer 13A is preferably, for example, 5 nm to 200 nm, more preferably 8 nm to 150 nm.
  • the constituent material of the hole injection layer 13A may be appropriately selected in relation to the electrode and the material of the adjacent layer. For example, polyaniline, polythiophene, polypyrrole, polyphenylene vinylene, polythienylene vinylene, polyquinoline, polyquinoxaline and derivatives thereof.
  • the hole transport layer 13B is for increasing the efficiency of hole transport to the light emitting layer 13C.
  • the thickness of the hole transport layer 13B depends on the overall structure of the device, it is preferably, for example, 5 nm to 200 nm, and more preferably 8 nm to 150 nm.
  • a material constituting the hole transport layers 14b1 and 14b a light-emitting material soluble in an organic solvent, for example, polyvinyl carbazole, polyfluorene, polyaniline, polysilane or a derivative thereof, and an aromatic amine in a side chain or main chain Polysiloxane derivatives, polythiophene and derivatives thereof, polypyrrole, Alq3, or the like can be used.
  • the thickness of the light emitting layer 13C depends on the overall structure of the element, it is preferably 10 nm to 200 nm, for example, and more preferably 20 nm to 150 nm.
  • Each of the light emitting layers 13C may have a single layer or a stacked structure, and may be, for example, a white light emitting display element in which a red light emitting layer, a green light emitting layer, and a blue light emitting layer are stacked. Note that the emission color of each light emitting layer is not limited to red, green, or blue, and may be, for example, orange.
  • a white light emitting display element can also be formed by laminating the orange light emitting layer and the blue-green light emitting layer.
  • the material constituting the light emitting layer 13C may be a material corresponding to each emission color.
  • polyfluorene polymer derivatives for example, polyfluorene polymer derivatives, (poly) paraphenylene vinylene derivatives, polyphenylene derivatives, polyvinylcarbazole derivatives, polythiophene derivatives, perylene.
  • a dye obtained by doping an organic EL material into the above-mentioned polymer for example, rubrene, perylene, 9,10 diphenylanthracene, tetraphenylbutadiene, Nile red, coumarin 6 and the like can be used. Note that two or more of the above materials may be mixed and used as the material constituting the light emitting layer 13C.
  • low molecular weight materials include benzine, styrylamine, triphenylamine, porphyrin, triphenylene, azatriphenylene, tetracyanoquinodimethane, triazole, imidazole, oxadiazole, polyarylalkane, phenylenediamine, arylamine, oxazole, Examples include anthracene, fluorenone, hydrazone, stilbene, or derivatives thereof, or heterocyclic conjugated monomers or oligomers such as polysilane compounds, vinylcarbazole compounds, thiophene compounds, and aniline compounds.
  • a material constituting the light emitting layer 13C in addition to the above materials, as a light emitting guest material, a material having high luminous efficiency, for example, an organic light emitting material such as a low molecular fluorescent material, a phosphorescent dye, or a metal complex can be used. .
  • the light emitting layer 13C may be, for example, a hole transporting light emitting layer that also serves as the above-described hole transport layer 13B, or may be an electron transporting light emitting layer that also serves as an electron transport layer 13D described later.
  • the electron transport layer 13D is for increasing the efficiency of electron transport to the light emitting layer 13C.
  • the electron transport layer 13D has a two-layer structure of an electron transport layer 13D1 and an electron transport layer 13D2.
  • the thickness of the electron transport layer 13D1 depends on the overall structure of the device, it is preferably, for example, 5 nm to 200 nm, and more preferably 10 nm to 180 nm.
  • the material for the electron transport layer 13D1 it is preferable to use an organic material having an excellent electron transport ability.
  • an arylpyridine derivative, a benzimidazole derivative, or the like is preferably used.
  • a change in emission color due to the electric field strength described later is suppressed.
  • high electron supply efficiency is maintained even at a low driving voltage.
  • alkali metals, alkaline earth metals, rare earth metals and oxides thereof, composite oxides, fluorides, carbonates, and the like can be given.
  • the electron transport layer 13D2 has an electron transport property and is made of, for example, a single microcrystalline organic material (microcrystalline electron transport material).
  • the electron transport property of the microcrystalline electron transport material is preferably the same as or higher than that of the material constituting the electron transport layer 13D1. Thereby, the light extraction efficiency is improved, and the injectability of electrons into the electron transport layer 13D1 can be maintained.
  • the thickness of the electron transport layer 13D2 is preferably, for example, 1 nm to 100 nm, more preferably 10 nm to 50 nm, although it depends on the overall structure of the device.
  • the crystal state preferably has acicular crystallinity or discotic crystallinity, and in particular, by using a material having acicular crystallinity that is horizontally randomly oriented in the in-plane direction, The extraction efficiency can be significantly improved.
  • a material that easily becomes a microcrystalline state include, but are not limited to, a triphenylene derivative, an azatriphenylene derivative, a phthalocyanine derivative, an arylpyridine derivative, and a benzimidazole derivative.
  • the crystal length of the acicular crystal is preferably 1 ⁇ m or less.
  • the cathode 14 has the two-layer structure of the first layer 14A having transparency and the second layer 14B having a relatively higher refractive index than the first layer, as in the anode 12, and is an efficiency improving layer.
  • the second layer 14B and the first layer 14A are stacked in this order from the 15th side.
  • the total thickness of the cathode 14 is preferably 30 nm to 2500 nm
  • the thickness of the first layer 14A is preferably 5 nm to 30 nm
  • the thickness of the second layer 14B is preferably 100 nm to 2000 nm.
  • Each configuration of the first layer 14A and the second layer 14B has the same configuration as the first layer 12A and the second layer 12B of the anode 12, and the above materials can be used as appropriate.
  • FIG. 2 illustrates a configuration of the display device 1 including the display element 10 according to the present embodiment.
  • the display device 1 is used as an organic EL television device or the like.
  • a plurality of display elements 10 for example, a red light-emitting display element 10R, a green light-emitting display element
  • 10G, blue light emitting display elements 10B are arranged in a matrix.
  • a signal line driving circuit 120 and a scanning line driving circuit 130 which are drivers for displaying images, are provided.
  • a combination of adjacent display elements 10 constitutes one pixel (pixel).
  • a pixel driving circuit 140 is provided in the display area 110.
  • FIG. 3 illustrates an example of the pixel driving circuit 140.
  • the pixel drive circuit 140 is an active drive circuit formed in the lower layer of the anode 12. That is, the pixel drive circuit 140 includes a drive transistor Tr1 and a write transistor Tr2, a capacitor (holding capacitor) Cs between the transistors Tr1 and Tr2, a first power supply line (Vcc), and a second power supply line (GND). ),
  • the display element 10 (for example, 11R, 11G, 11B) connected in series to the drive transistor Tr1.
  • the drive transistor Tr1 and the write transistor Tr2 are configured by general TFTs, and the configuration may be, for example, an inverted stagger structure (so-called bottom gate type) or a stagger structure (top gate type), and is not particularly limited.
  • a plurality of signal lines 120A are arranged in the column direction, and a plurality of scanning lines 130A are arranged in the row direction. An intersection between each signal line 120A and each scanning line 130A corresponds to one of the display elements 10 (sub-pixel).
  • Each signal line 120A is connected to the signal line drive circuit 120, and an image signal is supplied from the signal line drive circuit 120 to the source electrode of the write transistor Tr2 via the signal line 120A.
  • Each scanning line 130A is connected to the scanning line driving circuit 130, and a scanning signal is sequentially supplied from the scanning line driving circuit 130 to the gate electrode of the writing transistor Tr2 via the scanning line 130A.
  • the protective layer 16 includes a silicon nitride (typically Si 3 N 4 ) film, a silicon oxide (typically SiO 2 ) film, a silicon nitride oxide (SiNxOy: composition ratio X> Y) film, and an oxynitride film.
  • a silicon (SiOxNy: composition ratio X> Y) film, a thin film mainly composed of carbon such as DLC (Diamond Like Carbon), a CNT (Carbon Nanotube) film, or the like is used.
  • These films preferably have a single layer structure or a stacked structure.
  • the protective layer made of nitride has a dense film quality and has an extremely high blocking effect against moisture, oxygen, and other impurities that adversely affect the display element 10.
  • the partition wall 15 is for ensuring insulation between the anode 12 and the cathode 14 and making the light emitting region have a desired shape. Furthermore, it also has a function as a partition wall when the organic layer 13 is formed by coating using an ink jet method or a nozzle coating method.
  • the partition 15 has an upper partition 15B made of a photosensitive resin such as positive photosensitive polybenzoxazole or positive photosensitive polyimide on a lower partition 15A made of an inorganic insulating material such as SiO 2 . .
  • the partition wall 15 is provided with an opening corresponding to the light emitting region.
  • the organic layer 13 to the cathode 14 may be provided not only on the opening but also on the partition wall 15, but light emission occurs only in the opening of the partition wall 15.
  • the protective layer 16 has a thickness of 1 to 3 ⁇ m, for example, and may be made of either an insulating material or a conductive material.
  • Insulating materials include inorganic amorphous insulating materials such as amorphous silicon ( ⁇ -Si), amorphous silicon carbide ( ⁇ -SiC), amorphous silicon nitride ( ⁇ -Si 1-x N x ), amorphous carbon ( ⁇ -C), indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (InZnO), indium titanium oxide zinc (ITZO), and the like.
  • ITO indium tin oxide
  • ITO indium zinc oxide
  • ITZnO indium titanium oxide zinc
  • ITZO indium titanium oxide zinc
  • These inorganic amorphous insulating materials may exhibit microcrystallinity depending on the film forming conditions, but it is preferable that the generation of scattering components affecting the optical light extraction is small, and the film thickness and tact time are reduced. It is appropriately selected in view of time or productivity.
  • the sealing substrate 17 is located on the cathode 14 side of the display element 10 and seals the display element 10 together with an adhesive layer (not shown).
  • the sealing substrate 17 is made of a material such as glass that is transparent to the light generated in the display element 10.
  • the sealing substrate 17 may be provided with a color filter and a light-shielding film (not shown) as a black matrix.
  • the external light reflected in the wiring between each display element 10 may be absorbed, and a contrast may be improved.
  • the transmittance of the display device should be ensured for the entire panel, and it is preferable that full color display can be realized by using light emission colors such as RGB of the display element (display element) without using a color filter.
  • the transmittance of the entire panel should be secured, and it is preferable to select appropriately from the configuration of the entire element.
  • the color filter has a red filter, a green filter, and a blue filter (all not shown), which are arranged in order.
  • Each of the red filter, the green filter, and the blue filter is, for example, rectangular and has no gap.
  • These red filter, green filter and blue filter are each composed of a resin mixed with a pigment, and by selecting the pigment, the light transmittance in the target red, green or blue wavelength region is high, The light transmittance in the wavelength range is adjusted to be low.
  • the light-shielding film is formed of, for example, a black resin film having an optical density of 1 or more mixed with a black colorant, or a thin film filter using thin film interference. Of these, a black resin film is preferable because it can be formed inexpensively and easily.
  • the thin film filter is formed by, for example, laminating one or more thin films made of metal, metal nitride, or metal oxide, and attenuating light by utilizing interference of the thin film. Specific examples of the thin film filter include those in which Cr and chromium oxide (III) (Cr 2 O 3 ) are alternately laminated.
  • each layer from the anode 12 to the cathode 14 constituting the display element 10 is formed by a vacuum deposition method, an ion beam method (EB method), a molecular beam epitaxy method (MBE method), a sputtering method, or OVPD (Organic Vapor Phase Deposition). It can be formed by a dry process such as a method.
  • EB method ion beam method
  • MBE method molecular beam epitaxy method
  • sputtering method a sputtering method
  • OVPD Organic Vapor Phase Deposition
  • the organic layer 13 is applied by a laser transfer method, a spin coating method, a dipping method, a doctor blade method, a discharge coating method, a spray coating method, an ink jet method, an offset printing method, a letterpress printing method. It can also be formed by a wet process such as an intaglio printing method, a screen printing method, or a printing method such as a micro gravure coating method. Depending on the properties of each organic layer and each member, a dry process and a wet process may be used in combination. I do not care.
  • a scanning signal is supplied from the scanning line driving circuit 130 to the pixel via the gate electrode of the writing transistor Tr 2, and an image signal is held from the signal line driving circuit 120 via the writing transistor Tr 2.
  • the capacitance Cs is held.
  • the driving transistor Tr1 is controlled to be turned on / off according to the signal held in the holding capacitor Cs, whereby the driving current Id is injected into the display element 10, and light is emitted by recombination of holes and electrons.
  • a positive carrier (positive charge) and a negative carrier (negative charge) are respectively transmitted from a pair of opposed electrodes (anode and cathode) to an organic layer.
  • excitons in a single excited state are generated by charge transfer in the organic layer and recombination of positive and negative charges in the light emitting layer. When this singlet exciton relaxes to the ground state, part of the energy becomes emitted light.
  • the light emission efficiency (light extraction efficiency) of the display device
  • the biggest problem is that the light emitted from the light emitting layer is totally reflected in the in-plane direction due to the difference in refractive index at the interface between the substrate and the organic layer, and the photons extracted outside are about 20% of the emitted photons. Is low.
  • the luminous efficiency is expressed by the following formula (1).
  • the four factors constituting the external quantum yield ( ⁇ ext) should be improved. Since the internal quantum yield ( ⁇ int) is substantially determined by the fluorescence quantum yield of the light emitting material, it is preferable to select a light emitting material having a fluorescence quantum yield close to 1.
  • the recombination probability ( ⁇ rev) of the charge in the light emitting layer depends on the laminated structure of the organic layer, but is almost determined by the host / guest structure of the light emitting layer, and is a factor that can be improved when considered in the entire device structure.
  • the injection balance factor ⁇ is an expression of various factors that are difficult to describe in detail, so analyze why the effect obtained by improving the carrier balance is due. Difficult to do. Therefore, it is difficult to positively develop the electron and hole injection balance factor ⁇ as a method for improving the luminous efficiency.
  • the external extraction yield ( ⁇ out) of the emitted light is about 20% as described above, and is about 30% at the maximum.
  • the refractive index of a low molecular weight organic material used for a general organic layer is a value of about 1.8 regardless of its molecular skeleton and type, and there is a refractive index difference with a glass refractive index of 1.5.
  • the emitted light is totally reflected on the glass surface.
  • only about 30% of the light (emitted light) generated in the light emitting layer is used for display, and the remaining emitted light propagates inside the device and is deactivated by changing to heat. That is, it can be seen that the light emission efficiency (light extraction efficiency) of the display device can be greatly improved by extracting the internally propagating light to the outside.
  • the method using local surface plasmon resonance can be considered in addition to the addition of the above members and the like.
  • Plasmon means a particle state in which free electrons in a metal collectively vibrate and are included as pseudo particles.
  • plasmons are metal nanoparticles. Localized on the surface of In metal nanoparticles, the visible to near-infrared photoelectric field interacts with plasmons to absorb light, resulting in a vivid color tone. This phenomenon is surface plasmon resonance (Localized (Local) Surface Plasmon Resonance: LSPR), and an electric field remarkably enhanced locally is generated. Due to this effect, the light emission near the nano level is accelerated, or the light emission is enhanced such that the light emission path is increased.
  • the wave number of the surface plasmon propagating through the interface is expressed by the following formula (2).
  • the surface plasmon frequency (wSP) and the metal nanoparticles resonate to enhance light emission, that is, the frequency at which the dispersion curve at the interface diverges to infinity.
  • typical metals include Ag: 2.84 eV (437 nm), Al: 5.50 eV (225 nm), Au: 2.46 eV (537 nm), and the like.
  • the two will combine to form a path for generating surface plasmon by energy transfer in addition to photons and phonons.
  • the surface plasmon dispersion curve does not overlap with the light dispersion and is in a non-radiation mode, so that the surface plasmon has a component that attenuates as heat while propagating in the in-plane lateral direction.
  • the wave number vector of the surface plasmon is modulated and can lose momentum and cross the light dispersion line. Amplification of light becomes possible.
  • the electron transport layer 14D2 between the light emitting layer 13C and the electrode (here, the cathode 14) is formed using an organic material having microcrystalline properties.
  • a nanostructure is formed in the vicinity of the interface between the metal (cathode 14) / organic layer (organic layer 13), and the emitted light is amplified by interaction with the cathode 14 (local surface plasmon resonance).
  • the light emitted from the light emitting layer 13C is scattered by the microcrystals constituting the electron transport layer 14D2, and is condensed in the light extraction direction.
  • the electron transport layer 14D2 formed of an organic material having microcrystalline properties is provided between the light emitting layer 13C and the electrode (here, the cathode 14).
  • the light emitted from the light emitting layer 13C is amplified by local surface plasmon resonance, and is condensed in the light extraction direction by scattering by the microcrystals, and the light extraction efficiency to the outside is improved.
  • FIG. 5 illustrates a cross-sectional configuration of the display element 20 according to a modification example of the present disclosure.
  • the display element 20 in this modification is different from the above embodiment in that the electron transport layer 13D2 in the above embodiment has a laminated structure (electron transport layer 23D2; 23d1, 23d2).
  • One or both of the electron transport layers 23D2 are formed of an organic material having microcrystalline properties, like the electron transport layer 13D2 in the above embodiment.
  • Examples of the material for the electron transport layer 23d1 and the electron transport layer 23d2 include triphenylene derivatives, azatriphenylene derivatives, phthalocyanine derivatives, arylpyridine derivatives, benzimidazole derivatives, phenanthrene derivatives, and bathophenanthrene derivatives.
  • the electron transport layer 23d1 and the electron transport layer 23d2 each have a stacked structure formed using the same derivatives or derivatives having different mother skeletons.
  • the electron transport layer 23D2 having a stacked structure includes, for example, the electron transport layer 23d1 on the electron transport layer D1 side made of an organic material having microcrystalline properties, and the electron transport layer 23d2 adjacent to the cathode 14 as an electrode material.
  • the stability of the interface with the cathode 14 can be ensured.
  • the material constituting the electron transport layer 23d2 is close to the microcrystalline structure and a specific metal important for plasmon generation, has a high electron transport property, and is excellent in electron injection from the metal electrode. It is desirable to use an electron transporting organic microcrystalline material having the above characteristics.
  • FIG. 7 illustrates an appearance of a television device to which the display device including the display elements 1 and 2 according to the above-described embodiments and modifications is applied.
  • the television apparatus has, for example, a video display screen unit 300 including a front panel 310 and a filter glass 320, and the video display screen unit 300 is configured by the display device according to the above-described embodiment and the like. .
  • FIG. 9 shows an appearance of a notebook personal computer to which the display device including the display elements 1 and 2 according to the above embodiment and the modification is applied.
  • the notebook personal computer has, for example, a main body 510, a keyboard 520 for inputting characters and the like, and a display unit 530 for displaying an image.
  • the display unit 530 is a display according to the above-described embodiment and the like. It is comprised by the apparatus.
  • FIG. 10 shows an appearance of a video camera to which the display device including the display elements 1 and 2 according to the embodiment and the modification is applied.
  • This video camera has, for example, a main body 610, a subject photographing lens 620 provided on the front side surface of the main body 610, a start / stop switch 630 at the time of photographing, and a display 640.
  • Reference numeral 640 denotes the display device according to the above embodiment and the like.
  • FIG. 11A illustrates the appearance of a tablet to which the display device including the display elements 1 and 2 according to the above-described embodiments and modifications is applied, from the front side, and FIG. 11B illustrates from the back side.
  • the tablet includes, for example, a display unit 710 (display device 1), a non-display unit (housing) 720, and an operation unit 730.
  • the operation unit 730 may be provided on the front surface of the non-display unit 720 as shown in FIG. 11A, or may be provided on the upper surface as shown in FIG. 11B.
  • Example> Next, examples (Examples 1 to 5) and comparative examples (Comparative Examples 1 to 3) of the present disclosure will be described. Examples 1 to 5 shown below correspond to the present embodiment and modifications.
  • the first layer 12A as the anode 12 is Cr (film thickness 100 nm), and the second layer 12B is IXO (indium oxide, Idemitsu Kosan Co., Ltd.) 200 nm.
  • a cell for a display element was produced by masking an area other than the light emitting area of 2 mm ⁇ 2 mm with an insulating film (not shown) by SiO 2 vapor deposition.
  • 2-TNATA [4,4 ′, 4 ”-tris (2-naphtylphenylamino) triphenylamine] represented by the formula (1) is deposited as a hole injection layer 13A by a vacuum deposition method at a deposition rate of 0.2 to 0.4 nm.
  • ⁇ -NPD ( ⁇ -naphtyl phenil diamine) represented by the formula (2) is deposited as the hole transport layer 13B at a deposition rate of 0.2.
  • a microcrystalline electron transport material (compound A, B, C, D, E, G, or G) was formed on the electron transport layer 13D1 with a film thickness of 15 nm by vacuum deposition.
  • LiF is formed as the first layer 14A of the cathode 14 by a vacuum deposition method with a deposition rate of 0.01 nm / sec and a film thickness of about 0.3 nm, and then MgAg is formed as a second layer 14B by 10 nm by a vacuum deposition method.
  • top emission type display elements Examples 1 to 5, Comparative Examples 1 and 3 were produced.
  • SiNxOy having a thickness of 2 ⁇ m was formed as a protective film 16 on the cathode 14 by plasma CVD, and then a sealing substrate 17 was bonded using a transparent thermosetting resin.
  • Comparative Example 2 a microcrystalline electron transport material is not used for the organic layer (for example, an electron transport layer), and a general electron transport material (Alq3) is formed with a film thickness of 15 nm by vacuum deposition.
  • the display device was manufactured by combining optical conditions with Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 3.
  • Luminous efficiency (cd / A) and luminance half-life (h) at a current density of 10 mAcm ⁇ 2 of the display elements of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 manufactured as described above were measured. Further, the surface property (surface roughness) of the single film was measured using an atomic force microscope (AFM). Table 1 shows the device characteristics (driving) of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 3 on the basis of the crystal state, average surface roughness, and Comparative Example 2 of the electron transport layers of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3. (Voltage, luminance viewing angle dependency, driving life) are evaluated and summarized.
  • in-plane vertical needle crystals may be mixed in the electron transport layer 13D2.
  • the film is formed so that the surface property of the disk-shaped crystal or the electron transport layer 13D2 has a predetermined average surface roughness, specifically, an integral multiple or a fraction of the peak wavelength of light to be extracted.
  • it may be composed of particulate crystals.
  • a grain structure is formed in the electron transport layer 13D2.
  • the electron carrying layer 13D2 was comprised by the fine particle crystal (comparative example 1), the raise of the drive voltage and the fall of the drive life were confirmed.
  • the light to be extracted is light emitted from the light emitting layer 13C.
  • the peak wavelength of light to be extracted is, for example, the peak wavelength of the internal spectrum in the light emitting layer estimated from the result of the device structure and the emission spectrum.
  • the peak wavelength and the average surface roughness are close to each other (for example, an integer multiple or a fraction of an integer), the extraction efficiency is improved.
  • an active matrix display device using a TFT substrate has been described.
  • the present invention is not limited to this, and a passive display device may be used.
  • the configuration of the pixel driving circuit for active matrix driving is not limited to that described in the above embodiment, and a capacitor or a transistor may be added as necessary. In that case, a necessary driving circuit may be added in addition to the signal line driving circuit 120 and the scanning line driving circuit 130 described above in accordance with the change of the pixel driving circuit.
  • this invention is a bottom emission type
  • the laminated structure of the display element 1 shown in FIG. 1 may be reversed from the substrate 11 side, or the same structure may be formed on the transparent electrode formed on the transparent substrate. Note that a layer formed of a microcrystalline organic material (microcrystalline organic material layer) tends to have a larger surface roughness than a layer made of an amorphous material. There is a risk of short circuiting between them.
  • the microcrystalline organic material layer on the upper layer side of the laminated structure, but this is not the case in the case of a thin film or when the material to be laminated has high coverage. Furthermore, by forming the cathode 14 serving as the upper electrode with a transparent material, light can be extracted from both sides opposite to the substrate 11.
  • the configuration of the display elements 10 and 20 has been specifically described. However, it is not necessary to provide all the layers, and other layers may be further provided.
  • the light-emitting layer 13C may be formed directly without forming the hole-transport layer 13B on the hole-injection layer 13A, or a layer having an electron-injection property between the electron-transport layer 13D and the cathode 14 ( An electron injection layer) may be formed.
  • the display unit includes a display device having a plurality of display elements, and the display element includes an organic layer having at least a light emitting layer between the first electrode and the second electrode, and the first electrode and the light emitting element are provided.
  • An electronic device including an organic material layer having microcrystalline properties between the layers.

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Abstract

　本開示の表示素子は、第１電極と第２電極との間に、少なくとも発光層を有する有機層を備え、第１電極と発光層との間に、微結晶性を有する有機材料層を有する。

Description

表示素子および表示装置ならびに電子機器
　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。
　近年、スマートフォンやパッド表示媒体等の普及に伴い、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を行うためには、操作する機械からの情報を誤りなく、簡潔且つ瞬時に、充分な量を取り出すことが望まれる。このため、様々な表示素子の開発がなされている。
　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、発光層から射出された光の外部への取り出し効率は２０％～３０％程度と低かった。このため、例えば表示素子内部にリフレクタ構造を形成したり、回折格子フィルム、マイクロレンズアレイあるいは光学プリズム等の部材を追加することで光取り出し効率の改善が図られていた（例えば、特許文献１～４参照）。
特開２００８－２０４９４８号公報 特開２００６－３３５８８１号公報 特開２００９－２１７２９２号公報 特開２０１０－１０３１２０号公報
　しかしながら、表示素子内部に構造体を形成する場合には、製造工程が増えて、繁雑になるという問題があった。また、マイクロレンズアレイ等のレンズ部品の追加は、周期パターンが存在することによる回折パターンの発現や散乱光の影響が大きく、照明等の用途には用いることが可能であるが、アドレス表示が必要なディスプレイ等には向かず、電子機器への適用範囲が限定されるという問題があった。また、部品点数の増加により、コストも増加するという問題があった。
　従って、簡易な方法で光取り出し効率を改善すること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が望ましい。
　本技術の一実施形態の表示素子は、第１電極と第２電極との間に、少なくとも発光層を有する有機層を備え、第１電極と発光層との間に、微結晶性を有する有機材料層を有するものである。
　本技術の一実施形態の表示装置は、上記表示素子を複数備えたものである。
　本技術の一実施形態の電子機器は、表示部として上記表示装置を備えたものである。
　本技術の一実施形態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、発光層と第１電極との間に微結晶性を有する有機材料層を設けることにより、発光層から射出された光が散乱、あるいは、第１電極との相互作用によって増幅される。
　本技術の一実施形態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、発光層と第１電極との間に微結晶性を有する有機材料層を設けるようにした。これにより、発光層から射出された光が散乱することによって光取り出し方向に集光される。あるいは、第１電極との相互作用により増幅される。これにより、外部への光取り出し効率を向上させることが可能となる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれの効果であってもよい。
本開示の一実施の形態に係る表示素子の断面図である。 図１に示した表示素子を備えた表示装置の構成を表す平面図である。 図２に示した表示装置の画素駆動回路の一例を表す図である。 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。 本開示の変形例に係る表示素子の断面図である。 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。 上記表示装置の適用例１の外観を表す斜視図である。 上記表示装置の適用例２の表側から見た外観を表す斜視図である。 図８Ａに示した適用例２の裏側から見た外観を表す斜視図である。 上記表示装置の適用例３の外観を表す斜視図である。 上記表示装置の適用例４の外観を表す斜視図である。 上記表示装置の適用例５の表側から見た外観を表す斜視図である。 図１１Ａに示した適用例５の裏側から見た外観を表す斜視図である。 実施例４における表面粗度の測定結果を表したものである。 実施例および比較例における輝度視野角依存性を表す特性図である。
　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。
　１．実施の形態（電子輸送層を積層構造とし、１層を微結晶性有機材料によって形成した例）
　　１－１．表示素子の構成
　　１－２．表示装置の構成
　２．変形例（微結晶性有機材料によって形成される電気輸送層を積層した例）
　３．適用例
　４．実施例
＜１．実施の形態＞
（１－１．表示素子の構成）
　図１は本開示の一実施の形態に係る表示素子（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１２（第２電極），発光層１３Ｃを含む有機層１３および陰極１４（第１電極）をこの順に積層した構成を有する。有機層１３は、例えば陽極１２側から順に、正孔供給層としての正孔注入層１３Ａおよび正孔輸送層１３Ｂ、発光層１３Ｃおよび電子供給層としての電子輸送層１３Ｄを積層してなるものである。なお、各構成要素は、単層あるいは積層構造のどちらでもよい。一般的な表示素子では、有機材料からなる各構成要素は、電界強度の面内均一性を担保するために非晶質（アモルファス）材料によって構成されている。これに対して、本実施の形態では、有機層１３のうち、電子輸送層１３Ｄ（有機材料層）は多層構造（ここでは、２層構造）を有し、そのうちの１層が微結晶性の有機材料によって構成されたものである。
　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陰極１４側の基板（封止用基板１７，図４参照）から取り出す上面発光型（トップエミッション型）の表示素子である。なお、本開示の表示素子は、トップエミッション型に限定されるものではなく、例えば基板１１側から光を取り出すか面発光型（ボトムエミッション型）の表示素子としてもよい。
　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等が用いられる。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)等のポリエステル類、もしくはポリカーボネート樹脂等が挙げられるが、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望ましい。
　陽極１２は、有機層１４へ正孔を注入するためのものであり、真空準位からの仕事関数が大きな材料によって構成されている。具体的には、クロム（Ｃｒ），金（Ａｕ），白金（Ｐｔ），ニッケル（Ｎｉ），銅（Ｃｕ），タングステン（Ｗ）あるいは銀（Ａｇ）等の金属元素の単体または合金が挙げられる。また、陽極１２は、これらの金属元素の単体または合金よりなる金属膜と、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シド）酸化亜鉛（ＺｎＯ）とアルミニウム（Ａｌ）との合金等の透明導電膜との積層構造を有していてもよい。陽極１２の積層方向の厚み（以下、短に厚みと言う）は、１０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下であることが好ましい。
　陽極１２は、特にトップエミッション型の表示素子１０の場合には、反射率の高い電極材料を用いることにより、干渉効果および高反射率効果によって外部への光の取り出し効率が向上する。このため、例えば、光反射性に優れた層（第１層１２Ａ）および光透過性を有する層（１２Ｂ）の積層構造とすることが好ましい。
　例えば、第１層１２Ａは、主にＡｌを主成分とする合金を用いることが好ましく、副成分としては、主成分であるＡｌよりも相対的に仕事関数が小さい元素を用いる。このような副成分としては、例えば、ランタノイド系列の元素を用いることができる。ランタノイド系列の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、且つ、陽極の正孔注入性も満足する。また、副成分としてはランタノイド系列の元素の他に、シリコン（Ｓｉ）、銅（Ｃｕ）等の元素を用いてもよい。
　第１層１２Ｂは、Ａｌ合金の酸化物、モリブデン（Ｍｏ）の酸化物、ジルコニウム（Ｚｒ）の酸化物、Ｃｒの酸化物、およびタンタル（Ｔａ）の酸化物を用いることができる。例えば、第１層１２Ｂが副成分としてランタノイド系列の元素を含むＡｌ合金の酸化物層（自然酸化膜を含む）である場合、ランタノイド系列の元素の酸化物は透過率が高いため、これを含む第１層１２Ｂの透過率が良好となる。これにより、第１層１２Ａの表面における反射率が高く維持される。また、第１層１２ＢにＩＴＯやＩＺＯ等の透明導電層を用いることにより陽極１２の正孔注入特性が改善される。なお、ＩＴＯおよびＩＺＯは仕事関数が大きいため基板１１と接する側、即ち、第１層１２Ａに用いることによりキャリア注入効率を高めると共に、陽極１２と基板１１との間の密着性を向上することができる。
　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）（図示せず）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１５（図４参照）が設けられ、隔壁１５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。
　有機層１３は、上記のように、陽極１２側から順に正孔注入層１３Ａ，正孔輸送層１３Ｂ，発光層１３Ｃおよび多層構造を有する電子輸送層１３Ｄが積層された構成を有する。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。
　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等の導電性高分子、金属フタロシアニン（銅フタロシアニン等），カーボン等が挙げられる。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）等のポリジオキシチオフェンが挙げられる。
　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等を用いることができる。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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り、例えば、図４に示したように、電子輸送層１３Ｄ１および電子輸送層１３Ｄ２の２層構造からなるものである。電子輸送層１３Ｄ１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。
　電子輸送層１３Ｄ１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。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等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。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。
　電子輸送層１３Ｄ２は、電子輸送性を有すると共に、例えば、単一の微結晶性を有する有機材料（微結晶性電子輸送材料）によって構成されている。微結晶性電子輸送材料の電子輸送性は、電子輸送層１３Ｄ１を構成する材料と同様、あるいはそれ以上であることが好ましい。これにより、光取り出し効率が改善され、且つ電子輸送層１３Ｄ１への電子の注入性を維持することができる。電子輸送層１３Ｄ２の厚みは、素子の全体構成にもよるが、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。
　電子輸送層１３Ｄ２の材料としては、例えば結晶状態が針状結晶性あるいは円盤状結晶性を有することが好ましく、特に、面内方向に水平ランダム配向する針状結晶性を有する材料を用いることによって光取り出し効率を顕著に改善できる。このような微結晶状態となりやすい材料は、例えばトリフェニレン誘導体、アザトリフェニレン誘導体、フタロシアニン誘導体、アリールピリジン誘導体やベンゾイミダゾール誘導体が挙げられるが、この限りではない。また、針状結晶の結晶長は、１μｍ以下であることが好ましい。
　陰極１４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１４Ａ，第１層よりも相対的に屈折率の高い第２層１４Ｂの２層構造を有し、効率改善層１５側から第２層１４Ｂ，第１層１４Ａの順に積層されている。陰極１４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１４Ａの厚みは５ｎｍ以上３０ｎｍ以下，第２層１４Ｂの厚みは１００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下あることが好ましい。第１層１４Ａおよび第２層１４Ｂの各構成は、それぞれ上記陽極１２の第１層１２Ａおよび第２層１２Ｂ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。
（１－２．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テレビジョン装置等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。
　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。
　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。
　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および陰極１４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１５によって区画されている。また、表示素子１０は保護層１６により被覆され、更にこの保護層１６上に熱硬化型樹脂または紫外線硬化型樹脂等の接着層（図示せず）を間にしてガラス等よりなる封止用基板１７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１６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。
　隔壁１５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１５は、例えば、ＳｉＯ２等の無機絶縁材料よりなる下部隔壁１５Ａ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等の感光性樹脂よりなる上部隔壁１５Ｂを有している。隔壁１５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１５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１５の開口だけである。
　保護層１６は、例えば厚みが１～３μｍ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），インジウム酸化錫（ＩＴＯ），インジウム酸化亜鉛（ＩｎＺｎＯ）およびインジウム酸化チタン亜鉛（ＩＴＺＯ）等が挙げられる。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。これら無機アモルファス性の絶縁性材料は、成膜条件によっては微結晶性を呈することもあるが、光学的光取り出しに影響を及ぼす散乱成分の発生等が少ないことが好ましく、成膜膜厚やタクトタイム、あるいは生産性を鑑みて適宜選択される。
　封止用基板１７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１７は、表示素子１０で発生した光に対して透明なガラス等の材料により構成されている。封止用基板１７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。
　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。
　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。
　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）法等のドライプロセスによって形成できる。
　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、スプレーコート法等の塗布法、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等の印刷法等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。
　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。
　表示装置を構成する表示素子（例えば、有機電界発光素子）では、対向配置された一対の電極（陽極および陰極）から、それぞれ正のキャリア（正電荷）および負のキャリア（負電荷）が有機層に注入され、有機層中の電荷の移動および発光層中における正電荷と負電荷との再結合によって一重励起状態の励起子（一重項励起子）が生成され、蛍光発光素子の場合には、この一重項励起子が基底状態にエネルギー緩和する際に、そのエネルギーの一部が発光光となる。
　表示装置の発光効率（光取り出し効率）を向上させる方法としては、例えば表示素子内部における発光効率を高めること、あるいは発光領域を制御することが考えられる。しかしながら、一番の課題は、発光層から射出された光が基板と有機層との界面における屈折率差によって面内方向に全反射され、外部に取り出される光子は発光した光子の約２０％程度の低さである。
　発光効率は、以下の式（１）で表わされる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　即ち、発光効率を改善するためには、外部量子収率（Φext）を構成する4つの因子を改善すれば良いことがわかる。内部量子収率（Φint）は、発光材料の蛍光量子収率によってほぼ決まるので、蛍光量子収率が１に近い発光材料を選択することが好ましい。電荷の発光層内での再結合確率（Φrev）については、有機層の積層構造によるが、発光層のホスト／ゲスト構成によってほぼ決まり、素子構造全体で考えれば改善可能な因子である。
　また、電子と正孔の注入バランス因子γを１に近づけることも有効な手段であり、キャリアバランスを改善することが求められる。しかしながら、注入バランス因子γは、詳細を記述することが困難なさまざまな因子を纏めて表現したものであるため、キャリアバランスを改善することによって得られた効果が何に起因するものであるのか分析することは難しい。このため、発光効率を改善する方法として、電子と正孔の注入バランス因子γについて積極的に展開することは困難である。
　これに対して、発光光の外部取り出し収率（Φout）は、前述したように、２０％程度であり、最大でも３０％程度である。一般的な有機層に用いられる低分子系有機材料の屈折率は、その分子骨格および種類によらず概ね１．８程度の値であり、ガラス屈折率１．５と屈折率差があるため、発光光はガラス表面で全反射される。このように、発光層で生じた光（発光光）は最大で３０％程度しか表示に用いられておらず、残りの発光光は素子内部を伝搬して、熱に変わって失活する。即ち、表示装置の発光効率（光取り出し効率）は、この内部伝搬する光を外部に取り出す事がことによって大きく向上させることができることがわかる。
　この内部伝搬する光を外部に取り出すためには、前述したようにマイクレンズアレイや光学プリズム等のレンズ部品を用いる事が簡便で容易ではある。しかしながら、周期パターンが存在する事による回折パターンの発現や散乱光の影響が大きく、適用できる電子機器が限定されてしまう。
　内部伝搬する光を外部に取り出す方法としては、上記部材等を追加する他に、局所表面プラズモン共鳴を用いる方法が考えられる。
　プラズモンとは、金属中の自由電子が集団的に振動して、擬似的な粒子として含まっている粒子状態のことをいい、例えば、金属ナノ粒子を用いた場合には、プラズモンは金属ナノ粒子の表面に局在する。金属ナノ粒子では、可視～近赤外域の光電場とプラズモンが相互作用して光吸収が起こり、鮮やかな色調を呈する。この現象が表面プラズモン共鳴（Localized (Local) Surface Plasmon Resonance: ＬＳＰＲ）であり、局所的に著しく増強された電場が発生する。この効果により、ナノレベルに近接する発光体の発光が早まる、あるいは発光する経路が増える等の発光の増強が起こる。
　表面プラズモン共鳴を利用して光取り出し効率を改善するためには、プラズモンの分散関係を理解し、用いる事が重要となる。界面を伝搬する表面プラズモンの波数は下記式（２）で表わされる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　ここで、金属ナノ粒子を用いた場合には、表面プラズモン振動数（ｗＳＰ）と金属ナノ粒子が共鳴し、発光が増強される、即ち、界面における分散曲線が無限大に発散する時の振動数は、金属によって固有であり、代表的な金属としてＡｇ：２．８４ｅＶ（４３７ｎｍ）、Ａl：５．５０ｅＶ（２２５ｎｍ）、Ａｕ：２．４６ｅＶ（５３７ｎｍ）等が挙げられる。
　発光層の近傍に、上記のような金属を設け、励起子エネルギーが表面プラズモンの電子振動のエネルギーと近ければ、両者は結合しフォトンやフォノンの他にエネルギー移動によって表面プラズモンが発生するパスができる。但し、表面プラズモンの分散曲線は、光の分散と重ならず非輻射モードであるので表面プラズモンは面内横方向を伝搬しながら熱として減衰する成分が主成分となってしまう。
　即ち、発光増強を得るためには、これをもう一度フォトンと結合させて光放射させることが求められる。具体的には、金属層（電極）と有機層との界面（あるいは近傍）にナノ構造を設けることにより、表面プラズモンの波数ベクトルが変調され、運動量を失って光の分散ラインと交わることができ、光の増幅が可能となる。
　そこで、本実施の形態の表示素子１では、発光層１３Ｃと電極（ここでは陰極１４）との間の電子輸送層１４Ｄ２を、微結晶性を有する有機材料を用いて形成するようにした、これにより、金属（陰極１４）／有機層（有機層１３）との界面近傍にナノ構造が形成されることとなり、陰極１４との相互作用（局所表面プラズモン共鳴）によって発光光が増幅される。また、この発光光の増幅に加えて、発光層１３Ｃから射出された光は電子輸送層１４Ｄ２を構成する微結晶によって散乱され、光取り出し方向に集光される。
　以上のように、本実施の形態では、発光層１３Ｃと電極（ここでは陰極１４）との間に微結晶性を有する有機材料によって形成された電子輸送層１４Ｄ２を設けるようにした。これにより、発光層１３Ｃから射出された光が、局所表面プラズモン共鳴によって増幅されると共に、微結晶による散乱によって光取り出し方向に集光され、外部への光取り出し効率が向上する。
＜２．変形例＞
　図５は、本開示の変形例に係る表示素子２０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２０は、上記実施の形態における電子輸送層１３Ｄ２を積層構造（電子輸送層２３Ｄ２；２３ｄ１，２３ｄ２）とした点が、上記実施の形態とは異なる。
　電子輸送層２３Ｄ２（２３ｄ１，２３ｄ２）は、一方か、あるいは両方が上記実施の形態における電子輸送層１３Ｄ２と同様に、微結晶性を有する有機材料によって形成されたものである。電子輸送層２３ｄ１および電子輸送層２３ｄ２の材料としては、例えばトリフェニレン誘導体、アザトリフェニレン誘導体、フタロシアニン誘導体、アリールピリジン誘導体やベンゾイミダゾール誘導体、フェナントレン誘導体、バソフェナントレン誘導体が挙げられる。電子輸送層２３ｄ１および電子輸送層２３ｄ２は、それぞれ同じ誘導体、あるいは異なる母骨格をもつ誘導体を用いて構成された積層構造を有する。
　なお、積層構造を有する電子輸送層２３Ｄ２は、例えば、電子輸送層Ｄ１側の電子輸送層２３ｄ１を、微結晶性を有する有機材料で構成し、陰極１４と近接する電子輸送層２３ｄ２を電極材料と化学的錯体、あるいは不飽和型疑似錯体を形成する有機材料とで構成することにより、陰極１４との界面の安定性を担保することができる。
　また、微結晶性の有機材料を用いることで光取り出し効率を改善するためには効果的にＬＳＰＲ効果を用いることが重要である。このため、電子輸送層２３ｄ２を構成する材料は、微結晶構造と、プラズモン発生に重要な特定金属との距離は近いほうが好ましく、電子輸送性が大きく、且つ、金属電極からの電子注入にも優れた特性を有する電子輸送性有機微結晶材料を用いることが望ましい。
＜３．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１，２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等、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。
（モジュール）
　上記実施の形態および変形例の表示素子１，２を備えた表示装置は、例えば、図６に示したようなモジュールとして、後述する適用例１～５等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１６および封止用基板１７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。
（適用例１）
　図７は、上記実施の形態および変形例の表示素子１，２を備えた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。
（適用例２）
　図８Ａおよび図８Ｂは、上記実施の形態および変形例の表示素子１，２を備えた表示装置が適用されるデジタルカメラの表側（図８Ａ）および裏側（図８Ｂ）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。
（適用例３）
　図９は、上記実施の形態および変形例の表示素子１，２を備えた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。
（適用例４）
　図１０は、上記実施の形態および変形例の表示素子１，２を備えた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。
（適用例５）
　図１１Ａは、上記実施の形態および変形例の表示素子１，２を備えた表示装置が適用されるタブレットの外観を表側から、図１１Ｂは裏側から表したものである。このタブレットは、例えば、表示部７１０（表示装置１）および非表示部（筐体）７２０と、操作部７３０とを備えている。操作部７３０は、図１１Ａに示したように非表示部７２０の前面に設けられていてもよいし、図１１Ｂに示したように上面に設けられていてもよい。
＜４．実施例＞
　次に本開示の実施例（実施例１～５）および比較例（比較例１～３）について説明する。以下に示す実施例１～５は本実施の形態および変形例に対応するものである。
（実施例１～５および比較例１～３）
　まず、３０ｍｍ×３０ｍｍのガラス板からなる基板１１上に、陽極１２としての第１層１２ＡをＣｒ（膜厚１００ｎｍ）、第２層１２ＢをＩＸＯ（インジウム酸化物、出光興産株式会社）を２００ｎｍの膜厚で形成したのち、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、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（１）に示した２－ＴＮＡＴＡ[4,4',4"-tris(2-naphtylphenylamino)triphenylamine]を蒸着速度０．２～０．４ｎｍ／ｓｅｃ，１５ｎｍの膜厚で成膜した。続いて、正孔輸送層１３Ｂとして式（２）に示したα－ＮＰＤ(α-naphtyl phenil diamine)を蒸着速度０．２
～０．４ｎｍ／ｓｅｃ，１５ｎｍの膜厚で成膜したのち、発光層１３Ｃのホスト材料として式（３）に示したＡＤＮに、ドーパント材料としてＢＤ－０５２ｘ（出光興産株式会社）を用いて合計膜厚３０ｎｍで成膜した。次に、電子輸送層１３Ｄ１として、式（４）に示したＡｌｑ３（8-hydroxyquinorine aluminum）を１８ｎｍ蒸着した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
　続いて、電子輸送層１３Ｄ２として、微結晶性電子輸送材料（化合物Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，ＧまたはＧ）を真空蒸着により１５ｎｍの膜厚で電子輸送層１３Ｄ１上に成膜した。
　次に、陰極１４の第１層１４ＡとしてＬｉＦを真空蒸着法により蒸着速度０．０１ｎｍ／ｓｅｃ，約０．３ｎｍの膜厚で形成したのち、第２層１４ＢとしてＭｇＡｇを真空蒸着法により１０ｎｍ形成し、トップエミッション型の表示素子（実施例１～５，比較例１，３）を作製した。
　最後に、陰極１４上に保護膜１６としてプラズマＣＶＤ法によりＳｉＮｘＯｙを２μｍの膜厚で形成したのち、透明な熱硬化型樹脂を用いて封止用基板１７を貼り合わせた。
　なお、比較例２は、有機層（例えば、電子輸送層）に微結晶性の電子輸送材料を用いず、電子輸送層を一般的な電子輸送材料（Ａｌｑ３）を真空蒸着によって膜厚１５ｎｍで形成し、実施例１～５および比較例１，３と光学的な条件を合わせて作製した表示素子である。
　以上のように作製した実施例１～５および比較例１～３の表示素子の１０ｍＡｃｍ－２の電流密度における発光効率（ｃｄ／Ａ）および輝度半減寿命（ｈ）を測定した。また、単膜の表面性（表面粗度）については、原子間力顕微鏡（Atomic Force Microscope；ＡＦＭ）を用いて測定した。表１は、実施例１～５および比較例１～３の電子輸送層の結晶状態、平均表面粗度および比較例２を基準として実施例１～５および比較例１，３の素子特性（駆動電圧，輝度視野角依存性，駆動寿命）を評価しまとめたものである。ここで、◎は著しく改善が見られたもの、○は一定の改善が見られたもの、△は比較例２と同程度であったもの、×は比較例２よりも悪化したものを表している。なお、図１２は、実施例４の基準点からの距離における表面粗度を測定した結果を表したものであり、図１３は、実施例１および比較例１，２の輝度視野角依存性を表したものである。表１に記載した平均表面粗度（ｎｍ）は、基準点から１００ｎｍ×１００ｎｍの範囲において１０ｎｍ刻みで測定（測定点は、１１×１１の１２１点）した粗度の平均値である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表１および図１３から、微結晶性電子輸送材料を用いた電子輸送層１３Ｄ２を設けた実施例１～４は、比較例２と比べて輝度視野角依存性が改善され、特に、実施例１が最も改善率が高かった。即ち、輝度視野角依存性を改善するためには、電極（例えば、陰極１３）と発光層１３Ｃとの間に針状結晶且つ、面内に対して水平方向にランダムに分散している層（例えば、電子輸送層１３Ｄ２）を設けることが最も好ましいことがわかった。これにより、正面輝度だけでなく、高視野角での輝度の改善がなされ、光取り出し効率が向上する。更に、実施例１では、光取り出し効率の向上に加えて、駆動電圧が低減されると共に、駆動寿命も向上した。
　なお、電子輸送層１３Ｄ２内には面内垂直の針状結晶が混在していてもよい。この他、円盤状結晶、あるいは、電子輸送層１３Ｄ２の表面性が所定の平均表面粗度、具体的には、取り出したい光のピーク波長の整数倍または整数分の１を有するように成膜すれば粒子状結晶によって構成されていてもよい。円盤状結晶では電子輸送層１３Ｄ２内にグレイン構造を形成する。また、電子輸送層１３Ｄ２が微粒子結晶によって構成される場合（比較例１）には、駆動電圧の上昇および駆動寿命の低下が確認された。なお、取り出したい光とは、発光層１３Ｃから射出される光である。また、取り出したい光のピーク波長とは、例えば、デバイス構造と発光スペクトルの結果から見積もられた発光層における内部スペクトルのピーク波長である。このピーク波長と、平均表面粗度とが近い値（例えば、整数倍または整数分の１）であれば、取り出し効率が改善される。
　以上、実施の形態および変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明は、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。
　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方式の表示装置としてもよい。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。
　更に、上記実施の形態等において基板１１と反対側に設けた陰極１４側から光を取り出すトップエミッション型の場合を説明したが、本発明は、基板１１を透明材料によって構成することによりボトムエミッション型の表示素子に適用することも可能である。この場合、図１に示した表示素子１の積層構造を基板１１側から逆に積層した構成としてもよいし、同一構造を透明基板上に形成された透明電極上に形成してもよい。なお、微結晶性の有機材料によって形成される層（微結晶性有機材料層）は、アモルファス性の材料からなる層よりも層表面の粗さ（ラフネス）が大きくなる傾向があり、このため電極間の短絡が起こりやすくなる虞がある。このため、微結晶性有機材料層は積層構造の上層側に形成することが好ましいが、薄膜の場合や積層する材料のカバレージ性が高い場合にはこの限りでは無い。更にまた、上部電極となる陰極１４を透明材料で形成することによって基板１１と反対側の両方から光を取り出すことが可能となる。
　また、上記実施の形態等では、表示素子１０，２０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を形成してもよいし、電子輸送層１３Ｄと陰極１４との間に、電子注入性を有する層（電子注入層）を形成してもよい。
　なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。
　なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）第１電極と第２電極との間に、少なくとも発光層を有する有機層を備え、前記第１電極と前記発光層との間に、微結晶性を有する有機材料層を有する表示素子。
（２）前記有機材料層は針状結晶を含む、前記（１）に記載の表示素子。
（３）前記針状結晶の結晶長は１μｍ以下である、前記（１）または（２）に記載の表示素子。
（４）前記有機材料層は円盤状結晶を含む、前記（１）に記載の表示素子。
（５）前記有機材料層は粒子状結晶を含む、前記（１）に記載の表示素子。
（６）前記粒子状結晶の平均表面粗度は０．５ｎｍ以下である、前記（５）に記載の表示素子。
（７）前記有機材料層の平均表面粗度は、前記発光層から射出される光のピーク波長の整数倍または整数分の１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）前記有機材料層は単一の微結晶性を有する有機材料によって形成されている、前記（１）乃至（７）のいずれか１つに記載の表示素子。
（９）前記有機材料層は電子輸送性材料によって形成されている、前記（１）乃至（８）のいずれか１つに記載の表示素子。
（１０）表示素子を複数備え、前記表示素子は、第１電極と第２電極との間に、少なくとも発光層を有する有機層を備え、前記第１電極と前記発光層との間に、微結晶性を有する有機材料層を有する表示装置。
（１１）表示部に表示素子を複数有する表示装置を備え、前記表示素子は、第１電極と第２電極との間に、少なくとも発光層を有する有機層を備え、前記第１電極と前記発光層との間に、微結晶性を有する有機材料層を有する電子機器。
　本出願は、日本国特許庁において２０１４年９月４日に出願された日本特許出願番号２０１４－１８００５８号および２０１４年１２月９日に出願された日本特許出願番号２０１４－２４８９７９号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願の全ての内容を参照によって本出願に援用する。
　当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (11)

  1. 　第１電極と第２電極との間に、少なくとも発光層を有する有機層を備え、
    　前記第１電極と前記発光層との間に、微結晶性を有する有機材料層を有する
    　表示素子。
  2. 　前記有機材料層は針状結晶を含む、請求項１に記載の表示素子。
  3. 　前記針状結晶の結晶長は１μｍ以下である、請求項２に記載の表示素子。
  4. 　前記有機材料層は円盤状結晶を含む、請求項１に記載の表示素子。
  5. 　前記有機材料層は粒子状結晶を含む、請求項１に記載の表示素子。
  6. 　前記粒子状結晶の平均粗度は０．５ｎｍ以下である、請求項５に記載の表示素子。
  7. 　前記有機材料層の平均表面粗度は、前記発光層から射出される光のピーク波長の整数倍または整数分の１である、請求項１に記載の表示素子。
  8. 　前記有機材料層は単一の微結晶性を有する有機材料によって形成されている、請求項１に記載の表示素子。
  9. 　前記有機材料層は電子輸送性材料によって形成されている、請求項１に記載の表示素子。
  10. 　表示素子を複数備え、
    　前記表示素子は、
    　第１電極と第２電極との間に、少なくとも発光層を有する有機層を備え、
    　前記第１電極と前記発光層との間に、微結晶性を有する有機材料層を有する
    　表示装置。
  11. 　表示部に表示素子を複数有する表示装置を備え、
    　前記表示素子は、
    　第１電極と第２電極との間に、少なくとも発光層を有する有機層を備え、
    　前記第１電極と前記発光層との間に、微結晶性を有する有機材料層を有する
    　電子機器。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107305908A (zh) * 2016-04-20 2017-10-31 三星显示有限公司 有机发光二极管和有机发光显示面板
US12224356B2 (en) 2019-06-04 2025-02-11 Sakai Display Products Corporation Thin film transistor and manufacturing method of same, and display device

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102452650B1 (ko) * 2017-12-19 2022-10-06 삼성전자주식회사 전계 발광 소자, 및 표시 장치
CN112259693A (zh) * 2020-10-14 2021-01-22 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 显示面板及其制作方法
WO2023159435A1 (zh) * 2022-02-24 2023-08-31 京东方科技集团股份有限公司 有机发光晶体管及其制作方法、显示面板、显示装置

Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03173095A (ja) * 1989-11-30 1991-07-26 Pioneer Electron Corp 電界発光素子
JPH06140156A (ja) * 1992-10-29 1994-05-20 Sanyo Electric Co Ltd 電界発光素子
JPH07109453A (ja) * 1993-10-12 1995-04-25 Ricoh Co Ltd 電界発光素子
JPH1041070A (ja) * 1996-07-25 1998-02-13 Sanyo Electric Co Ltd 結晶性有機薄膜の製造方法及び有機エレクトロルミネッセンス素子
JPH11251063A (ja) * 1997-12-25 1999-09-17 Nec Corp 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2001040344A (ja) * 1999-08-02 2001-02-13 Nec Corp 有機エレクトロルミネッセンス材料および該材料を用いたエレクトロルミネッセンス素子
JP2002015873A (ja) * 2000-05-24 2002-01-18 Eastman Kodak Co 低電圧有機発光装置
JP2003234194A (ja) * 2001-12-03 2003-08-22 Denso Corp 有機ｅｌ素子およびその製造方法
JP2003257672A (ja) * 2002-02-28 2003-09-12 Sanyo Electric Co Ltd 有機ｅｌ素子
JP2006237426A (ja) * 2005-02-28 2006-09-07 Nippon Seiki Co Ltd 有機ｅｌパネル及びその製造方法
JP2008235879A (ja) * 2007-02-21 2008-10-02 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光素子、発光装置、電子機器、並びにキノキサリン誘導体
JP2009004761A (ja) * 2007-05-21 2009-01-08 Sony Corp 有機電界発光素子および表示装置
JP2009051764A (ja) * 2007-08-27 2009-03-12 Hodogaya Chem Co Ltd 置換されたフェナントレン環構造を有する化合物および有機エレクトロルミネッセンス素子
WO2010073348A1 (ja) * 2008-12-25 2010-07-01 富士電機ホールディングス株式会社 陰極バッファ層を有する有機ｅｌ素子
JP2012082209A (ja) * 2004-04-20 2012-04-26 Kyushu Electric Power Co Inc 有機半導体リン含有化合物およびその製造方法
WO2012115034A1 (ja) * 2011-02-22 2012-08-30 コニカミノルタホールディングス株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置及び表示装置
JP2012204794A (ja) * 2011-03-28 2012-10-22 Sony Corp 有機電界発光素子および表示装置
WO2013191212A1 (ja) * 2012-06-20 2013-12-27 国立大学法人東京工業大学 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2015019071A (ja) * 2013-07-10 2015-01-29 上海和輝光電有限公司Ｅｖｅｒｄｉｓｐｌａｙ Ｏｐｔｒｏｎｉｃｓ （Ｓｈａｎｇｈａｉ） Ｌｉｍｉｔｅｄ 倒置型有機発光ダイオード表示装置及びその製造方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001318627A (ja) * 2000-02-29 2001-11-16 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光装置
EP1521316B1 (en) * 2003-10-03 2016-05-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Manufacturing method of a light emitting element
US6824895B1 (en) * 2003-12-05 2004-11-30 Eastman Kodak Company Electroluminescent device containing organometallic compound with tridentate ligand
US7994423B2 (en) * 2004-06-14 2011-08-09 Georgia Tech Research Corporation Charge-transport materials, methods of fabrication thereof, and methods of use thereof
JP4392721B2 (ja) * 2004-10-05 2010-01-06 チッソ株式会社 燐光を利用した有機電界発光素子
ITMO20070399A1 (it) * 2007-12-20 2009-06-21 Sacmi Apparati e metodi
CN101759685B (zh) * 2009-12-30 2013-09-04 黑龙江大学 一种有机电致发光铱配合物及其制备方法和应用
US8647919B2 (en) * 2010-09-13 2014-02-11 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting display device and method for manufacturing the same
AU2011338460A1 (en) * 2010-12-07 2013-06-06 University Of Florida Research Foundation, Inc. Active matrix dilute source enabled vertical organic light emitting transistor
TWI563873B (en) * 2011-02-11 2016-12-21 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Light-emitting element, light-emitting device, and display device
US9012892B2 (en) * 2011-06-21 2015-04-21 Kateeva, Inc. Materials and methods for controlling properties of organic light-emitting device
JP5796394B2 (ja) * 2011-07-29 2015-10-21 日亜化学工業株式会社 発光装置
US9711110B2 (en) * 2012-04-06 2017-07-18 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device comprising grayscale conversion portion and display portion
KR102173801B1 (ko) * 2012-07-12 2020-11-04 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 표시 장치, 및 표시 장치의 제작 방법
WO2014034051A1 (ja) * 2012-08-29 2014-03-06 シャープ株式会社 有機ｅｌ表示装置の製造方法およびその方法により製造された有機ｅｌ表示装置
KR102242140B1 (ko) * 2014-11-10 2021-04-20 엘지디스플레이 주식회사 헤테로 화합물 및 이를 포함하는 유기전계발광소자
JP6650768B2 (ja) * 2016-01-26 2020-02-19 株式会社ジャパンディスプレイ フレキシブル表示装置及びフレキシブル表示装置の製造方法

Patent Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03173095A (ja) * 1989-11-30 1991-07-26 Pioneer Electron Corp 電界発光素子
JPH06140156A (ja) * 1992-10-29 1994-05-20 Sanyo Electric Co Ltd 電界発光素子
JPH07109453A (ja) * 1993-10-12 1995-04-25 Ricoh Co Ltd 電界発光素子
JPH1041070A (ja) * 1996-07-25 1998-02-13 Sanyo Electric Co Ltd 結晶性有機薄膜の製造方法及び有機エレクトロルミネッセンス素子
JPH11251063A (ja) * 1997-12-25 1999-09-17 Nec Corp 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2001040344A (ja) * 1999-08-02 2001-02-13 Nec Corp 有機エレクトロルミネッセンス材料および該材料を用いたエレクトロルミネッセンス素子
JP2002015873A (ja) * 2000-05-24 2002-01-18 Eastman Kodak Co 低電圧有機発光装置
JP2003234194A (ja) * 2001-12-03 2003-08-22 Denso Corp 有機ｅｌ素子およびその製造方法
JP2003257672A (ja) * 2002-02-28 2003-09-12 Sanyo Electric Co Ltd 有機ｅｌ素子
JP2012082209A (ja) * 2004-04-20 2012-04-26 Kyushu Electric Power Co Inc 有機半導体リン含有化合物およびその製造方法
JP2006237426A (ja) * 2005-02-28 2006-09-07 Nippon Seiki Co Ltd 有機ｅｌパネル及びその製造方法
JP2008235879A (ja) * 2007-02-21 2008-10-02 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光素子、発光装置、電子機器、並びにキノキサリン誘導体
JP2009004761A (ja) * 2007-05-21 2009-01-08 Sony Corp 有機電界発光素子および表示装置
JP2009051764A (ja) * 2007-08-27 2009-03-12 Hodogaya Chem Co Ltd 置換されたフェナントレン環構造を有する化合物および有機エレクトロルミネッセンス素子
WO2010073348A1 (ja) * 2008-12-25 2010-07-01 富士電機ホールディングス株式会社 陰極バッファ層を有する有機ｅｌ素子
WO2012115034A1 (ja) * 2011-02-22 2012-08-30 コニカミノルタホールディングス株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置及び表示装置
JP2012204794A (ja) * 2011-03-28 2012-10-22 Sony Corp 有機電界発光素子および表示装置
WO2013191212A1 (ja) * 2012-06-20 2013-12-27 国立大学法人東京工業大学 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2015019071A (ja) * 2013-07-10 2015-01-29 上海和輝光電有限公司Ｅｖｅｒｄｉｓｐｌａｙ Ｏｐｔｒｏｎｉｃｓ （Ｓｈａｎｇｈａｉ） Ｌｉｍｉｔｅｄ 倒置型有機発光ダイオード表示装置及びその製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YUJI HAMADA ET AL.: "Oxadiazole Derivatives for Emitter and Carrier Transport Materials in Organic Electroluminescent Devices", JOURNAL OF THE CHEMICAL SOCIETY OF JAPAN, 1991, pages 1540 - 1548 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107305908A (zh) * 2016-04-20 2017-10-31 三星显示有限公司 有机发光二极管和有机发光显示面板
KR20170120255A (ko) * 2016-04-20 2017-10-31 삼성디스플레이 주식회사 유기발광소자 및 이를 포함하는 유기발광 표시패널
KR102503845B1 (ko) 2016-04-20 2023-02-27 삼성디스플레이 주식회사 유기발광소자 및 이를 포함하는 유기발광 표시패널
US12224356B2 (en) 2019-06-04 2025-02-11 Sakai Display Products Corporation Thin film transistor and manufacturing method of same, and display device

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