CN103000820A - 有机电致发光装置、显示器和照明设备 - Google Patents

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Abstract

公开了有机电致发光装置、显示器和照明设备，包括以下元件：彼此分开设置的阳极和阴极电极，红光和绿光发光层以及蓝光发光层，厚度为3-20纳米(包括端值)的间隔层。所述发光层彼此分开设置并位于电极之间。所述间隔层设置在发光层之间，间隔层包含载荷子传输材料，该材料包含能在平面内和垂直方向上取向的分子，取向有序参数为-0.5至-0.2(包括端值)。

Description

有机电致发光装置、显示器和照明设备
相关申请交叉参考
本申请以2011年9月16日提交的在先日本专利申请第2011-202828号为基础并要求优先权；该在先申请的全部内容以引用的方式插入本文。
技术领域
本发明涉及有机电致发光装置，还涉及其在显示器中和在照明设备中的用途。
背景技术
近来，有机电致发光装置(以下常称为“有机EL装置”)作为平板光源已经吸引了人们的注意。一般来说，有机电致发光装置包括发光层，该发光层由有机材料制成，该发光层位于一对阴极和阳极之间。在阴极和阳极之间施加电压时，电子和空穴分别从阴极和阳极注入发光层。在发光层中，注入的电子和空穴重组形成激子，激子通过辐射去激活作用(radiative deactivation)发光。
有机EL装置中使用的发光材料粗略地分成两类，即，荧光材料和磷光材料。对于荧光发光材料，已知有长寿命且可靠的材料能发出蓝光、绿光和红光中的任何光。但是，由于荧光材料只有单线态激子转化成光发射，因此其内量子效率理论上限制在最高约25％。相反，由于磷光发光材料能将单线态和三线态激子都转化成光发射，因此其内量子效率理论上预期能达到几乎100％。虽然已知具有足够长寿命的绿光和红光磷光材料，但是具有足够长寿命并能满足成本和性能要求的蓝光磷光材料却几乎没有。
同时，对用作照明设备或显示器背光的白光有机EL装置进行了研究，一般来说，白光有机EL装置通过使用红光、绿光和蓝光发光材料的组合来发射白光。因此，如果全部采用磷光材料作为红光、绿光和蓝光发光材料，则有机EL装置预期将具有高发光效率。但是，由于如上所述不具备足够长的材料寿命，因此蓝光磷光材料容易使采用该材料的白光有机EL装置的装置寿命变短，从而常常降低该装置的可靠性。
要解决以上问题，已经试图生产长寿命且可靠的白光有机EL装置，该装置包括蓝光发射层和层叠在其上的红光及绿光发射层，前提是该蓝光发射层包含长寿命的蓝光荧光材料，该红光和绿光发射层包含磷光材料。在这种装置中，蓝光发射层只通过单线态激子诱发而发光。若蓝光发射层中形成的三线态激子能保持不发生热致去激活(thermal deactivation)并完整扩散到红光和绿光发射层中，则三线态激子的能量就能用于红光和绿光磷光材料的发射。这种技术被称为“三线态获取(triplet harvesting)”，从理论上说，这种技术即使在部分使用荧光发光材料的情况下，也能增大内量子效率至最高达到100％。因此，预期通过使用三线态获取能实现长寿命且高度可靠的白光有机EL装置。
在使用三线态获取的有机EL装置中，需要在蓝光荧光层与红光和绿光磷光层之间提供间隔层，从而有效利用单线态和三线态激子。间隔层的作用是使单线态激子保留在蓝光荧光层中，从而有效地将这些激子转化成蓝光发射，同时只将三线态激子扩散到红光和绿光磷光层中。这意味着间隔层分别具有合适的单线态能态(S1)和三线态能态(T1)。在对三线态获取的研究领域中，已经为了获得高效白光发射的目的努力改善了装置的结构和/或材料。即使如此，但是，尚未就高效三线态扩散对间隔层进行充分研究。
附图说明
图1是所述实施方式有机EL装置的截面图。
图2是所述实施方式有机EL装置的HOMO-LUMO能级图。
图3是所述实施方式有机EL装置中单线态激发态能级、三线态激发态能级和激子能量迁移的能级图。
图4是所述实施方式显示器的电路图。
图5是所述实施方式照明设备的截面图。
图6是实施例和比较例生产的有机EL装置的电压依赖性外量子效率的图。
图7是实施例和比较例生产的有机EL装置的发射光谱。
图8是实施例和比较例生产的有机EL装置的装置特性的图。
图9是实施例和比较例生产的有机EL装置的发射光谱。
具体实施方式
以下将参考附图解释各实施方式。
所述实施方式的有机EL装置包括：彼此分开设置的阳极和阴极电极，设置在所述电极之间并且彼此分开设置的红光和绿光发光层以及蓝光发光层，设置在所述发光层之间并且厚度为3-20纳米(包括端值)的间隔层。所述间隔层包含载荷子传输材料，该材料包含能以平面内方向和垂直方向取向的分子，取向有序参数为-0.5至-0.2(包括端值)。
以下参考图1、2和3描述所述实施方式。
图1示出所述实施方式有机EL装置的截面图。
在图1中，有机EL装置10包括基板11。在基板11的一个主面上，按照以下顺序层叠有：阳极12，空穴传输层13，发光层14，电子传输层15，电子注入层16，和阴极17。发光层14包括蓝光发光层14c，红光和绿光发光层14a，和间隔层14b，该间隔层14b夹在层14a和14c之间。层14a和14c的位置可以在需要时互相交换。空穴传输层13、电子传输层15和电子注入层16任选地根据需要提供。间隔层14b具有合适的单线态能态和三线态能态(以下分别称为S1和T1)。空穴传输层13、发光层14、电子传输层15和电子注入层16平行于基板主面设置，蓝光发光层14c、红光和绿光发光层14a、以及间隔层14b也平行于基板主面设置。
图2显示所述实施方式有机EL装置中蓝光发光层14c、间隔层14b、红光和绿光发光层14a的HOMO-LUMO能级图。图3是能级示意图，说明所述实施方式有机EL装置中蓝光发光层14c、间隔层14b、红光磷光发光层的单线态激发态能级、三线态激发态能级和激子能量迁移。
在本实施方式中，所述蓝光发光层14c由掺杂了蓝光荧光材料的空穴传输材料形成。所述红光和绿光发光层14a由掺杂了红光和绿光磷光材料的基质材料形成。为了简化对三线态激子扩散的说明，图2中的能级图只通过显示红光和绿光发光层14a中使用的红光磷光材料的能级来说明该层的能态。但是事实上，所述实例还采用了绿光磷光材料，该材料的能量相关特性和功能几乎与红光磷光材料相同。所述间隔层14b包含载荷子传输材料，例如红光和绿光发光层14a中所用的基质材料。图2中的能级图是关于间隔层14b以及红光和绿光发光层14a中使用相同的基质材料的情况，因此图2的间隔层14b中的能级与红光和绿光发光层14a的基质材料中的能级相同。
向有机EL装置10施加电压时，注入电子和正空穴，电子和正空穴在蓝光发光层14c和间隔层14b之间的界面处重组。这种重组形成激子，激子中的25％变成单线态激子，激子中的75％变成三线态激子。
一般认为单线态激子按照Foerster机理根据偶极-偶极相互作用发生能量迁移。由于按照Foerster机理的能量迁移是以偶极-偶极相互作用为基础的，所以即使分子并未按需要彼此靠近，激子也能扩散(迁移)。但是，假设在普通材料中，能量迁移的距离不超过约10纳米。
激子的迁移受到位于蓝光发光层14c以及红光和绿光发光层14a之间的间隔层14b的控制。间隔层14b的作用是防止单线态激子从蓝光发光层14c迁移到红光和绿光发光层14a，并且同时使三线态激子扩散。以下利用图3中显示的能级图来解释该机理。在图3中，实线箭头代表激子的能量迁移。蓝光发光层14c中以及红光和绿光发光层14a中的能级分别是激子以及红光磷光材料的能级。如图3中所示，间隔层14b的S1能级高于蓝光荧光材料的能级，而间隔层14b的T1能级低于蓝光荧光材料的能级。所述实例的间隔层14b的厚度足以防止发生按照Foerster机理的能量迁移。因此，该间隔层14b太厚以至于激子不能发生能量迁移。例如，间隔层14b的厚度为3纳米或大于3纳米。而且，间隔层14b的T1能级高于红光和绿光磷光材料的能级。
由于间隔层14b的S1能级高于蓝光荧光材料，所以在蓝光发光层14c和间隔层14b之间的界面处形成的单线态激子无法扩散到间隔层14b中。另外，由于间隔层14b的厚度足以防止发生按照Foerster机理的能量迁移，所以激子几乎无法发生能量迁移。因此，单线态激子的能量通过在蓝光发光层14c中产生蓝色荧光而消耗。由此蓝光发光层14c发射出通过单线态激子诱发的蓝色荧光。
另一方面，由于间隔层14b的T1能级低于蓝光发光层14c中的三线态激子，所以三线态激子扩散到间隔层14b中并且到达红光和绿光发光层14a。所以，三线态激子的能量通过在红光和绿光发光层14a中产生磷光而消耗。由此红光和绿光发光层14a发射出红色和绿色磷光。通过这种方式，有机EL装置通过利用蓝色荧光以及红色和绿色磷光的组合能发射出白光。如上所述，虽然采用了蓝光荧光材料，所述实例的有机EL装置也不会浪费在蓝光发光层14c中形成的三线态激子的能量，而是有效地利用了在蓝光发光层14c中产生的S1能量和T1能量，从而实现高发光效率。要获得高发光效率，间隔层14b中的高效三线态扩散是很重要的。通过分子之间基于Dexter能量迁移的电子交换相互作用，产生三线态-激子扩散。所以，对于高效三线态-激子扩散而言，分子之间分子轨道的重叠是非常重要的。
要使间隔层14b能很好地发挥以上作用，该间隔层必须由下述具体材料形成。在此，在间隔层14b中定义两个方向。一个方向是与基板的主面平行的水平面，另一个方向是与该水平面垂直的垂直方向。在垂直方向中，按以下顺序层叠：阳极12，空穴传输层13，发光层14，电子传输层15，电子注入层16，和阴极17。间隔层14b包含载荷子传输材料，该材料包含平面分子。术语“平面分子”在此表示具有平面形状的分子。间隔层14b中包含的平面分子在水平面中形成无定形结构并以随机方向取向，但是这些平面分子在垂直方向是取向的。换言之，这些平面分子是这样层叠的，即使得它们的平面可以平行于水平面，从而构成间隔层14b。
所述平面分子在垂直方向是取向的。平面分子的例子包括1，3-二[2-(2，2′-二联吡啶-6-基)-1，3，4-噁二唑-5-基]-苯(以下常称为“Bpy-OXD”)，由以下化学式表示：
Figure BDA0000146517630000051
当间隔层14b由Bpy-OXD分子形成时，假设该分子在水平面中随机取向，但在垂直方向上彼此层叠，形成层叠结构。则认为这种排列方式的平面分子的分子轨道大部分彼此重叠，所以增大了垂直方向上的载荷子迁移率。因此，若采用了这种间隔层14b，则带电载荷子(charge carries)能高效地在蓝光发光层14c和间隔层14b之间的界面处重组，并高效地扩散到磷光材料中，所以该有机EL装置能高效地发光。
平面分子的对齐方式一般可以用取向有序参数S表示。在所述实施方式中，间隔层14b中的平面分子的取向有序参数S为-0.5至-0.2(包括端值)。
在此，取向有序参数S由下式定义：
S = 1 2 ( 3 cos 2 θ - 1 ) = k e - k o k e + 2 k o - - - ( 1 ) .
在上式中，θ是分子主轴和垂直于基板表面的方向之间的夹角；ko和ke分别是平面内且平行方向的正常消光系数(ordinary extinction coefficient)和平面内且垂直方向的非正常消光系数(extraordinary extinction coefficient)。
如式(1)中所示，可以从ko和ke的值计算取向有序参数。要获得ko和ke的值，用可变角椭圆分光光度法进行测量，根据考虑了折射率各向异性的模型对其结果进行分析。若对分子进行设置使其完全平行于基板，即，若使分子按垂直方向取向，则S值为-0.5。若对分子进行随机设置，则S值为0。若对分子进行设置使其完全垂直于基板，即，若使分子按水平方向取向，则S值为1。
由于分子优选以垂直方向取向，所以理想的S值尽可能接近于-0.5。考虑到垂直方向上的电子迁移率和三线态扩散长度，S值为-0.2或小于-0.2，优选为-0.3或小于-0.3，更优选为-0.4或小于-0.4。
具有以上取向有序参数的载荷子传输材料的例子包括：
1，3-二[2-(2，2′-二联吡啶-6-基)-1，3，4-噁二唑-5-基]-苯(以下称为“Bpy-OXD”)，S＝-0.44
二-4，6-(3，5-二吡啶基苯基)-2-甲基嘧啶(以下称为“B4PyMPM”)，S＝-0.36；
二-4，6-(3，5-二吡啶基苯基)-2-苯基嘧啶(以下称为“B4PyPPM”)，S＝-0.34；
二-3，6-(3，5-二吡啶基苯基)-2-甲基嘧啶(以下称为“B3PyMPM”)，S＝-0.33；
二-3，6-(3，5-二吡啶基苯基)-2-苯基嘧啶(以下称为“B3PyPPM”)，S＝-0.35；
4，4-(联苯基-4，4-二基)二(4，4，4-三苯基联苯基-4，4-二胺)(以下称为“TPT1”)，S＝-0.20；
4，4-(三苯基-4，4-二基)二(4，4，4-三苯基联苯基-4，4-二胺)(以下称为“TPT2”)，S＝-0.28；和
4，4′-(三苯基-4，4′-二基)二(4，4′-二苯基-4′-单联苯基-联苯基-4，4′-二胺)(以下称为“TPT9”)，S＝-0.27。
Figure BDA0000146517630000071
Figure BDA0000146517630000081
另一方面，通常使用下述载荷子传输材料作为已知有机EL装置中的间隔层，但其取向有序参数(S值)太大以至于无法获得所述实施方式的效果。这些常规载荷子传输材料是，例如：
N，N′-二-(萘基)-N，N′-二苯基-[1，1′，4′，1″，4″，1”’-四苯基]-4，4”’-二胺(以下称为“4P-NPD”)，S＝0.1；
二-(2-甲基-8-羟基喹啉)-4-(苯基苯酚)-铝(以下称为“BAlq”)，S＝-0.03；和
1，3-二[2-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑-5-基]-苯(以下称为“OXD-7”)，S＝0.01。
对于本实施方式的有机EL装置重要的是，在间隔层14B中包含特定的载荷子传输材料，但对于其他组分，则所述实施方式可采用常规有机EL装置中所用的材料。
如上所述，例如TPT1、TPT2和TPT9可用作本实施方式间隔层14B的载荷子传输材料。
包含以上材料的间隔层14b必须具有特定的厚度以实现高效率。在本实施方式中，S1和T1能量的迁移取决于间隔层14b的厚度。因此，该厚度必须为3-20纳米(包括端值)，优选为5-15纳米(包括端值)。厚度为3纳米或大于3纳米的间隔层14b能防止发生按照Foerster机理的长程S1能量迁移，从而有效地使S1能量保持在蓝光发光层中。但是另一方面，若厚度大于20纳米，则三线态激子可能在扩散过程中发生去激活作用，所以可能降低发光效率。出于这个原因，具有特定厚度的间隔层14b使得能够同时从蓝光发光层14c以及红光和绿光发光层14a发射。
除了以上间隔层14b以外，可以按照与常规装置相同的方式生产本实施方式的有机EL装置。例如，本实施方式中可以使用常规的绿光、红光和蓝光发光材料。
红光和绿光发光层14a包含基质材料、红光磷光发光材料和绿光磷光发光材料。
红光发光材料的例子包括：二(2-甲基苯并[f，h]喹喔啉)(乙酰丙酮合(acetonato))铱(III)(以下称为“Ir(MDQ)2(acac)”)和三(1-苯基-异喹啉)铱(III)(以下称为“Ir(piq)3”)。可用于红光和绿光发光层14a中的空穴传输基质材料的例子包括：TPT1，TPT2，TPT9，二(N-(1-萘基-N-苯基对二氨基联苯))(以下称为“α-NPD”)，1，3-二(N-咔唑基)-苯(以下称为“mCP”)，二-[4-(N，N-二甲苯基-氨基)苯基]环己烷(以下称为“TAPC”)，4，4′，4″-三(9-咔唑基)-三苯基胺(以下称为“TCTA”)，和4，4′-二(9-咔唑基)-2，2′-二甲基-联苯(以下称为“CDBP”)。可用于红光和绿光发光层14a中的电子传输基质材料的例子包括：Bpy-OXD，B3PyPPM，B3PyMPM，B4PyPPM，B4PyMPM，OXD-7，BAlq，三[3-(3-吡啶基)荚基]-硼烷(以下成为“3TPYMB”)，三(8-羟基喹啉)铝络合物(Alq3)，和红菲绕啉(BPhen)。可用于红光和绿光发光层14a中的偶极基质材料的例子包括：4，4′-二(9-二咔唑基)-2，2′-联苯(以下称为“CBP”)。这些材料只是例子而已，所以，若具有相同功能，则可使用其他材料。
绿光发光材料的例子包括：三(2-苯基吡啶)铱(III)(以下称为“Ir(ppy)3”)，三(2-(对-甲苯基)吡啶)铱(III)(以下称为“Ir(mppy)3”)，和二(2-(9，9-二己基芴基)-1-吡啶)(乙酰丙酮合)铱(III)(以下称为“Ir(hflpy)(acac)”)。
红光和绿光发光层14a还可包含黄光发光材料。发光材料的这种组合能够获得色调极好的发射。
在上述实施方式中，红光和绿光发光层14a由掺杂了红光磷光材料和绿光磷光材料的基质材料形成。但是，该红光和绿光发光层可以由两个层叠的亚层组成，一个亚层由掺杂了红光磷光材料的基质材料形成，另一个亚层由掺杂了绿光磷光材料的基质材料形成。
蓝光发光层14c可以仅由蓝光荧光材料组成，或者可以包含基质材料和蓝光荧光材料。
蓝光荧光发光材料的例子包括：1-4-二-[4-(N，N-二-苯基)氨基]苯乙烯基-苯(以下称为“DSA-Ph”)和4，4′-二(9-乙基-3-咔唑亚乙烯基)-1，1′-联苯(以下称为“BCzVBi”)。可用于蓝光发光层14c中的电子传输基质材料的例子包括：4，4-二(2，2-二苯基-乙烯-1-基)联苯(以下称为(“DPVBi”)和9，10-二(2-萘基)-2-叔丁基蒽(以下称为“TBADN”)。
为了在发光层中保持电子和空穴之间的载荷子平衡，可以在红光和绿光发光层14a中和在蓝光发光层14c中进一步包含电子传输基质材料和/或空穴传输基质材料。由此通过在发光层中保持载荷子平衡来增大发光效率。
以下参考图1解释根据本实施方式有机EL装置的其他元件。
在图1中，基板11承载着其他元件。基板11优选不会因为热量或有机溶剂而退化。基板11的例子包括：无机材料板，如无碱玻璃和石英玻璃的板；塑料的板或膜：例如聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺-酰亚胺、液晶聚合物和环烯烃聚合物的板或膜；金属板，如不锈钢(SUS)和硅的板。优选采用玻璃或塑料的透明基板，所以光能轻易引出。对于基板的形状、结构和尺寸没有特殊的限制，可根据用途和目的适当选择。对于基板11的厚度也没有限制，只要该基板的前度足以支承其他元件即可。
在基板11上提供阳极12。阳极12将电子注入空穴传输层13或发光层14中。对于阳极12的材料没有特殊的限制，只要该材料具有导电性即可。阳极12通常是透明或半透明的导电性材料的膜，采用真空气相沉积、溅射、离子镀覆、镀覆或涂覆而形成。例如，可以使用导电性的金属氧化物膜或半透明的金属膜作为阳极12。具体来说，阳极12的例子包括：导电性的玻璃膜(如NESA)，其由氧化铟、氧化锌、氧化锡及其复合物，如氧化铟锡(ITO)、氟掺杂的氧化锡(FTO)和氧化铟锌，制成；以及金、铂、银和/或铜的膜。特别优选由ITO制成的透明电极。而且，还可使用有机导电性聚合物，如聚苯胺、聚噻吩及其衍生物，作为电极材料。若阳极12由ITO制成，则其厚度优选为30-300纳米(包括端值)。若厚度小于30纳米，则电导率减小且电阻率增大，从而降低发光效率。另一方面，若厚度大于300纳米，则ITO阳极丧失挠性，施加应力时会破裂。阳极12可以由单层构成，或者可以由两个或更多个层叠的亚层构成，制成这些亚层的材料具有不同的功函数。
任选地在阳极12和发光层14之间提供空穴传输层13。空穴传输层13的作用是从阳极12接受空穴并将其传输到发光层侧。空穴传输层13可以由例如以下物质制成：聚噻吩聚合物，如聚(亚乙基二氧噻吩):聚(苯乙烯-磺酸)(以下称为“PEDOT:PSS”)，已知其为导电性油墨。但这决非限制了空穴传输层13的材料。事实上，还可使用TCTA和α-NPD。对形成空穴传输层13的方法也没有特殊的限制，只要能形成薄膜即可，例如可采用真空沉积和旋转涂覆。采用旋转涂覆方法时，可通过以下步骤形成空穴传输层13：对空穴传输层13的材料的溶液进行流延，形成所需厚度的膜，然后在热板或类似设备上加热该膜。该材料的溶液可预先通过过滤器过滤。
任选地在发光层14上提供电子传输层15。电子传输层15的作用是从电子注入层16接受电子并将其传输到发光层14中。电子传输层15可以由例如3TPYMB、Alq3、BPhen等制成，但这决非限制了电子传输层15的材料。电子传输层15可通过采用真空气相沉积、涂覆等方法形成。
任选地在电子传输层15上提供电子注入层16。电子注入层16的作用是从阴极17接受电子并将其注入到电子传输层15或发光层14中。电子注入层16可以由例如CsF、LiF等制成，但这决非限制了电子注入层16的材料。电子注入层16可通过采用真空气相沉积、涂覆等方法形成。
在发光层14上(或在电子传输层15上，或在电子注入层16上)提供阴极17。阴极17的作用是将电子注入到发光层14中(或注入到电子传输层15中，或注入到电子注入层16中)。阴极17通常是透明或半透明的导电性材料的膜，该膜通过采用真空气相沉积、溅射、离子镀覆、镀覆或涂覆方法形成。例如，可以使用导电性的金属氧化物膜或半透明的金属膜作为阴极17。若阳极12由具有高功函数的材料制成，则阴极17优选由具有低功函数的材料制成。具有低功函数的材料的例子包括碱金属和碱土金属。具体来说，它们是例如Li、In、Al、Ca、Mg、Na、K、Yb、Cs等。
阴极17可以由单层构成，或者可以由两个或更多个层叠的亚层构成，这些亚层由具有不同的功函数的材料制成。而且，还可使用两种或更多种金属的合金。合金的例子包括：锂-铝合金、锂-镁合金、锂-铟合金、镁-银合金、镁-铟合金、镁-铝合金、铟-银合金和钙-铝合金。
阴极17的厚度优选为10-150纳米(包括端点)。若厚度小于该范围，则电阻率增大过甚。另一方面，若厚度大于以上范围，则形成阴极17耗时过久，导致相邻层可能损坏从而影响性能。
在以上说明中，就阳极和阴极设置在基板上并分别设置在与基板相反侧的有机EL装置进行了解释。但是，基板可以设置在阴极侧。而且，即使蓝光发光层14c以及红光和绿光发光层14a的位置互相交换，也能获得相同的效果。
本实施方式的有机EL装置实现了比常规装置更高的发光效率。具体来说，常规有机EL装置包含非取向分子的间隔层，常规有机EL装置的外量子效率不超过约3.5％，而本实施方式的装置能实现不小于7.6％的外量子效率。
上述有机EL装置的应用实例包括显示器和照明设备。图4是本实施方式显示器的电路图。
在图4中，显示器20包含设置在矩阵电路中的像素21，所述矩阵电路由横向控制线(CL)和纵向数据线(DL)形成。每个像素21包括发光装置25和与该装置25相连的薄膜晶体管(TFT)26。TFT 26的一端与控制线相连，另一端与数据线相连。数据线与数据线驱动电路22相连，控制线与控制线驱动电路23相连。数据线驱动电路22和控制线驱动电路23由控制器24控制。
图5示出本实施方式的照明设备的截面图。
在图5中，照明设备100包括按序层叠的玻璃基板101、阳极107、有机EL层106和阴极105。阴极105覆盖有密封玻璃102，该玻璃用UV粘合剂104固定。在密封玻璃102的内表面上提供有干燥剂102，使该干燥剂面向阴极105。
通过以下实施例详细说明本实施方式，但以下实施例决非限制了本实施方式。
实施例1
按照以下方式制造包含Bpy-OXD作为间隔层材料的有机EL装置。在玻璃基板上，通过溅射形成厚度为100纳米的ITO(氧化铟锡)透明电极，以提供阳极。随后，在真空中按顺序气相沉积α-NPD和TCTA，分别形成厚度为40纳米和20纳米的薄涂层，从而形成厚度一共为60纳米的空穴传输层。然后在真空中气相沉积Bpy-OXD，形成厚度为10纳米的间隔层。在本实施例中，作为实验方式没有提供蓝光发光层。取而代之的是，使用TCTA空穴传输层和Bpy-OXD间隔层的激态复合物产生的发光作为蓝光发射。
此外，为了简单地比较间隔层中三线态激子的扩散，只使用红光磷光材料来形成红光发光层，而非以上的红光和绿光发光层。因此，将实施例1的有机EL装置设计成发射两种颜色的光，即蓝光和红光。基质材料是Bpy-OXD，与间隔层中的材料相同，红光磷光材料是Ir(MDQ)2(acac)。通过真空气相沉积系统将这些材料共沉积到间隔层上，对沉积速率进行控制，使得重量比为95∶5，从而形成厚度为5纳米的红光发光层。
由于TCTA：Bpy-OXD激态复合物的S1能量约为2.5电子伏特，所以间隔层能有效地防止能量扩散。虽然目前均无法测量TCTA：Bpy-OXD激态复合物的T1能量和Bpy-OXD的T1能量，但是从所制造的有机EL装置的EL光谱中观察到来自红光磷光材料的发射。观察到的这种现象表明，发生了从蓝光发光层的三线态扩散，从而诱发发射。因此可以说，TCTA：Bpy-OXD激态复合物的T1能量高于Bpy-OXD的T1能量，而且Bpy-OXD的T1能量高于2.0电子伏特，这是Ir(MDQ)2(acac)的T1能量。
接着，在真空中将Bpy-OXD气相沉积到红光磷光发光层上，形成厚度为40纳米的电子传输层。然后在真空中在其上气相沉积LiF，形成厚度为0.5纳米的电子注入层。随后，在真空中在电子注入层上气相沉积铝，形成厚度为150纳米的阴极。由此制成有机EL装置，最后在氮气气氛中在其上层叠玻璃反基板(counter glass substrate)，用可紫外固化的树脂密封所制得的有机EL装置。
比较例1
重复实施例1的过程，不同之处在于，采用OXD-7代替Bpy-OXD作为间隔层和电子传输层的材料，制得有机EL装置。
比较例2
重复实施例1的过程，不同之处在于，采用BAlq代替Bpy-OXD作为间隔层和电子传输层的材料，制得有机EL装置。
比较例3
采用4P-NPD代替Bpy-OXD作为间隔层和电子传输层的材料，制得有机EL装置。在此应当注意，虽然Bpy-OXD是一种电子传输材料，但是4P-NPD是一种空穴传输材料。因此，单单用4P-NPD代替Bpy-OXD无法获得优良的性能，所以必须改变有机EL装置的结构。因此，比较例3的装置包括按以下顺序层叠的元件：阳极、空穴传输层、红光磷光发光层、间隔层、蓝光发光层、电子传输层、电子注入层、和阴极。具体来说，通过溅射在玻璃基板上形成厚度为100纳米的ITO(氧化铟锡)透明电极，以提供阳极。随后，在真空中在其上气相沉积α-NPD，形成厚度为40纳米的空穴传输层。同样在这个比较例中，为了简单地证明三线态激子在间隔层中的扩散，只使用红光磷光材料来形成红光发光层，而非以上红光和绿光发光层。基质材料是4P-NPD，红光磷光材料是Ir(MDQ)2(acac)。通过真空气相沉积系统将这些材料共沉积到空穴传输层上，对沉积速率进行控制，使得重量比为95∶5，形成厚度为5纳米的红光发光层。然后在真空中气相沉积4P-NPD，形成厚度为10纳米的间隔层。由于能够发射蓝色荧光，所以4P-NPD间隔层也作为蓝光荧光发光层发挥作用。随后，在真空中在其上气相沉积Bphene，形成厚度为40纳米的电子传输层。然后在真空中在其上气相沉积LiF，形成厚度为0.5纳米的电子注入层。随后在真空中在电子注入层上气相沉积铝，形成厚度为150纳米的阴极。由此制成有机EL装置，最后在氮气气氛中在其上层叠玻璃反基板，用可紫外固化的树脂密封所制得的有机EL装置。
装置评价
对实施例和比较例中制得的有机EL装置的特性进行评价。通过测量绝对量子效率的仪器(由滨松光子公司(Hamamatsu Photonics K.K)制造)进行评价，该仪器配备有积算球、电源电表(2400多功能电源电表[商标]，由凯斯利仪器公司(Keithley Instruments Inc.)制造)、和光子多通道分析仪(C10027[商标]，由滨松光子公司制造)。作为测量的结果，图6示出外量子效率(以下称为“EQE”)的电压依赖性。实施例1、比较例1、比较例2和比较例3中制得的装置的最大EQE分别为7.6％、0.6％、3.3％和2.8％。
图7示出电流密度为5毫安/平方厘米时的发射光谱。实施例1和比较例1-3中制得的各装置产生二向色发射，不仅包括400-500纳米波长范围的蓝光，还包括峰值约为610纳米的红光。实施例1的装置产生的红光的强度大于比较例1-3中制得的任何装置所产生的红光的强度，因此可推测，有效地发生了来自蓝光荧光材料的三线态扩散，从而诱发红光。由此证明，本实施方式的有机EL装置能以高于比较例装置的外量子效率实现二向色发射。
独立于上述内容，重复实施例1的过程，不同之处在于，将Bpy-OXD间隔层的厚度变为0纳米、3纳米、5纳米、7纳米、10纳米、20纳米或30纳米，从而制造有机EL装置。然后按照以上方式，采用测量绝对量子效率的仪器，评价这些装置。作为测量的结果，图8示出外量子效率的电压依赖性。图9示出所制得的装置的EL光谱。在图9的各光谱中，将红色荧光峰的强度归一化为1。结果是，当间隔层的厚度大于20纳米(不包括端点)时，外量子效率不超过约3.5％。另一方面，当间隔层的厚度小于3纳米(不包括端点)时，蓝色荧光的强度太弱以至于无法实现二向色发射。由此证明，当间隔层的厚度为3-20纳米时，能同时实现高效率和二向色发射。
虽然已经描述了一些实施方式，但是这些实施方式仅以实例方式给出，并非意在限制本发明的方法。事实上，本文所述的新颖方法和系统可按多种其他方式体现；此外，可以在不偏离本发明精神的条件下对本文所述的方法和系统的形式进行各种省略、替换和改变。所附权利要求书及其等同方案意在涵盖落在本发明范围和精神之内的这些形式或修改。

Claims (6)

1.一种有机电致发光装置，其包括：
彼此分开设置的阳极和阴极电极，
红光和绿光发光层以及蓝光发光层，这两个层彼此分开设置并位于所述阳极和阴极电极之间，和
厚度为3-20纳米，包括端值，的间隔层，该间隔层设置在所述红光和绿光发光层以及所述蓝光发光层之间；
其中
所述间隔层包含载荷子传输材料，该材料包含能在平面内和垂直方向上取向的分子，取向有序参数为-0.5至-0.2，包括端值。
2.如权利要求1所述的有机电致发光装置，其特征在于，所述载荷子传输材料选自下组：
4，4-(联苯基-4，4-二基)二(4，4，4-三苯基联苯基-4，4-二胺)，
4，4-(三苯基-4，4-二基)二(4，4，4-三苯基联苯基-4，4-二胺)，
4，4′-(三苯基-4，4′-二基)二(4，4′-二苯基-4′-单联苯基-联苯基-4，4′-二胺)，
1，3-二[2-(2，2′-联吡啶-6-基)-1，3，4-噁二唑-5-基]-苯，
二-3，6-(3，5-二吡啶基苯基)-2-苯基嘧啶，
二-3，6-(3，5-二吡啶基苯基)-2-甲基嘧啶，
二-4，6-(3，5-二吡啶基苯基)-2-苯基嘧啶，和
二-4，6-(3，5-二吡啶基苯基)-2-甲基嘧啶。
3.一种有机电致发光装置，其包括：
彼此分开设置的阳极和阴极电极，
红光和绿光发光层以及蓝光发光层，这两个层彼此分开设置并位于所述阳极和阴极电极之间，和
厚度为3-20纳米，包括端值，的间隔层，该间隔层设置在所述红光和绿光发光层以及所述蓝光发光层之间；
其中
所述间隔层包含选自下组的材料：
4，4-(联苯基-4，4-二基)二(4，4，4-三苯基联苯基-4，4-二胺)，
4，4-(三苯基-4，4-二基)二(4，4，4-三苯基联苯基-4，4-二胺)，
4，4′-(三苯基-4，4′-二基)二(4，4′-二苯基-4′-单联苯基-联苯基-4，4′-二胺)，
1，3-二[2-(2，2′-联吡啶-6-基)-1，3，4-噁二唑-5-基]-苯，
二-3，6-(3，5-二吡啶基苯基)-2-苯基嘧啶，
二-3，6-(3，5-二吡啶基苯基)-2-甲基嘧啶，
二-4，6-(3，5-二吡啶基苯基)-2-苯基嘧啶，和
二-4，6-(3，5-二吡啶基苯基)-2-甲基嘧啶。
4.如权利要求1所述的有机电致发光装置，其特征在于，所述装置还包括空穴传输层、电子传输层或电子注入层。
5.一种显示器，其包括如权利要求1所述的有机电致发光装置。
6.一种照明设备，其包括如权利要求1所述的有机电致发光装置。
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