CN105165124B - 有机电致发光元件 - Google Patents

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Abstract

一种有机电致发光元件包括三个发光单元(4)。所述三个发光单元(4)中的两个发光单元(4)是相似颜色发光单元(4S)，其发射相似颜色的光并且具有相互不同的发光寿命。所述三个发光单元(4)中的剩余发光单元(4)是不同颜色发光单元(4D)，其发射与所述相似颜色不同的颜色的光，并且具有比所述两个相似颜色发光单元(4S)中的每个的发光寿命短的发光寿命。

Description

有机电致发光元件
技术领域
本发明涉及一种有机电致发光元件。
背景技术
常规地，具有多个发光单元即具有多单元结构的有机电致发光元件是已知的。
例如，对于专利文档1中所描述的有机EL元件而言，展示有机EL光发射的多个发光单元串联连接，并且多个发光单元的发光表面的一部分或全部被堆叠以形成发光表面。另外，所述多个发光单元包括展示至少两种或更多种不同发光颜色的发光单元，展示至少一种颜色的发光单元形成在多个层中以获得期望的混合颜色，其是来自发光表面的不同发光颜色的复合。
而且，专利文档2中所描述的有机电致发光元件包括至少一个第一发光单元和至少一个第二发光单元，所述第一发光单元包括堆叠的多个有机发光层，并且所述第二发光单元包括具有单个层结构的有机发光层。另外，发光单元以与阳极和阴极之间的连接层堆叠的状态夹在阳极与阴极之间以将电荷供应给发光单元。
引文列表
专利文献
专利文档1：JP 2005-183213A
专利文档2：JP 2006-324016A
发明内容
技术问题
防止有机发光元件的发光颜色老化是重要的。如果发光颜色改变，则 存在不能获得目标发光的可能性，这导致发光的失败。发光颜色是由人类根据光的颜色或强度所感测的每种类型的光的性质，并且可以被量化为色度。因此，为了延长有机发光元件的寿命，存在设计有机发光元件使得色度尽可能地不改变的需要。
然而，对于常规有机发光元件而言，由于使用发生发光颜色的偏移，并且在具有多个发光层的有机发光元件中，所述发光层在发光颜色的偏移的程度方面彼此不同，并且各自的颜色是不平衡的。因此，产生其发光颜色不可能改变的有机电致发光元件不是容易的。
本发明已经根据以上所描述的点做出，并且其目标是提供能够降低色度的老化和抑制颜色偏移的有机发光元件。
问题的解决方案
根据本发明，一种有机电致发光元件，包括：
三个发光单元，
所述三个发光单元中的两个发光单元是相似颜色发光单元，所述相似颜色发光单元发射相似颜色的光并且具有相互不同的发光寿命，
所述三个发光单元中的剩余发光单元是不同颜色发光单元，所述不同颜色发光单元发射与所述相似颜色不同的颜色的光，并且具有比所述两个相似颜色发光单元中的每个的发光寿命短的发光寿命。
在所述有机电致发光元件中，
所述不同颜色发光单元优选地包括含有蓝色发光材料的发光层。
在所述有机电致发光元件中，
所述不同颜色发光单元优选地包括含有荧光材料作为发光材料的发光层。
在所述有机电致发光元件中，
所述两个相似颜色发光单元优选地包括在层状结构或组分方面不同的各自的发光层。
在所述有机电致发光元件中，
所述两个相似颜色发光单元优选地包括含有磷光材料作为发光单元的各自的发光层。
在所述有机电致发光元件中，
所述两个相似颜色发光单元优选地包括含有红色发光材料和绿色发光材料两者的各自的发光层。
在所述有机电致发光元件中，
优选地，所述两个相似颜色发光单元包括各自的发光层，所述各自的发光层含有发光材料并且所述各自的发光层中的各个发光层都含有至少一种相同的发光材料。
在所述有机电致发光元件中，
优选地，所述两个相似颜色发光单元包括各自的发光层，所述各自的发光层含有发光材料并且所述各自的发光层中的各个发光层都含有至少一种不同的发光材料。
发明的有利作用
根据本发明，可以降低色度的老化和抑制颜色偏移。
附图说明
图1是示意性地示出具有三级多单元结构的有机发光元件的层配置的截面图；
图2是示出包括在层状结构上不同的各自的发光层的两个相似颜色发光单元的发光寿命的图；
图3是示出根据参考范例的有机发光元件的发光寿命的图；
图4是示出根据实施例的有机发光元件的发光寿命的图；
图5是示出颜色偏移中的老化的图；并且
图6是示意性地示出具有两级多单元结构的有机发光元件的层配置的截面图。
具体实施方式
在下文中，将描述本发明的实施例。
图1示出了根据实施例的有机电致发光元件的范例(在下文中也被称为“有机EL元件”)。
有机EL元件包括光透射电极1、光反射电极2和三个发光单元4。光反射电极2是与光透射电极1配对的电极。在光透射电极1与光反射电极2之间提供发光单元4。发光单元4中的每一个具有一个或多个发光层3。使用三个发光单元4使得调节各自的发光颜色和产生期望的颜色容易。
发光单元4具有夹在阳极与阴极之间的层状结构并且具有如果在其之间施加电压则发射光的功能。该层状结构还被称为“有机EL层”。具有多个发光单元4的有机EL元件的结构被称为“多单元结构”。多单元结构是这样的结构：其中按层堆叠的多个发光单元4被串联地电连接并且被设置在一个阳极与一个阴极之间。图1中所示的实施例的有机EL元件包括三个发光单元4，并且因此具有三级多单元结构。在本文中，该有机EL元件还被称为“三单元多元件”。而且，图6中所示的参考范例的有机EL元件包括两个发光单元4，并且因此具有两级多单元结构。在下文中，该有机EL元件还被称为“二单元多元件”。注意，具有单个发光单元4的有机EL元件具有单单元结构。
一般而言，在具有多单元结构的有机EL元件中，在邻近的发光单元4之间提供中间层5。中间层5是具有将电荷注入邻近其的每个发光单元4中的功能的层。提供中间层5使发光单元4能够有利地发射光。中间层5可以展示相似电极的功能，并且因此还被称为“电荷生成层”。中间层5具有将电子注入阳极侧的层中并且将空穴(正空穴)注入阴极侧的层中的功能。在光透射电极1用作阳极的情况中，中间层5具有将电子注入邻近光透射电极1侧的发光单元4中的功能。在光反射电极2用作阴极的情况中，中间层5具有将空穴(正空穴)注入光反射电极2的那侧的发光单元4中的功能。在图1中所示的实施例中，在每隔两个相邻的发光单元4之间提供一个中间层5。
有机EL元件可以包括衬底7。在这种情况中，在衬底7的表面上形成包括从光透射电极1延伸到光反射电极2的层状体的发光层状体。衬底7用作支撑发光层状体的基础材料。在图1中所示的实施例中，在衬底7的表面上形成光透射电极1。在这种情况中，衬底7优选地具有光学传输性质，并且因此可以允许光放出。在其中允许光放出通过衬底7的结构被称为“底部发射结构”。而且，有机EL元件可以具有在其中光反射电极2形成在衬底7的表面上的结构，作为与图1中所示的实施例的那个不同的结构。在这种情况中，如果移除图1中所示的衬底7并且在图1中的光反射电极2上绘制衬底7，则以上所描述的层状结构被绘制为图1中过所示的实施例的变型。在衬底7提供在光反射电极2侧的情况中，衬底7不需要是透明的。允许光从与衬底7相对的那侧放出。允许光从与衬底7相对的那侧放出的结构被称为“顶部发射结构”。有机EL元件可以具有底部发射结构或顶部发射结构。然而，光透射电极1提供在衬底7的表面上的底部发射结构作为用于照明的发光装置是有利的。
三个发光单元4中的两个发光单元4是相似颜色发光单元4S，并且剩余的发光单元4是不同颜色发光单元4D。
两个相似颜色发光单元4S被配置成发射相似颜色的光。虽然相似颜色例如是指色环中邻近的颜色、相互靠近定位的颜色，但是也可以是相同的颜色。特别地，在两个发光单元4之间的加权平均发射波长的差小于20nm的情况下，这些发光单元4用作相似颜色发光单元4S。
因此，加权平均发射波长是利用通过测量示出发射波长(发射光谱)的强度的光谱所获得的光谱强度的积分计算的波长，并且通过以下公式(1)表示。
[公式1]
在以上公式(1)中，λ表示波长(nm)，并且P(λ)表示波长处的光谱强度。
而且，两个相似颜色单元4S具有相互不同的发光寿命。即，一个相似颜色单元4S具有较长的发光寿命，并且另一相似颜色单元4S具有较短的发光寿命。
而且，不同颜色发光单元4D被配置成发射与以上所描述的相似颜色不同的颜色的光。其颜色与以上所描述的相似颜色不同是足够的，并且因此其范例包括与以上所描述的相似颜色在色环中正好相反定位的颜色(互补 颜色)、邻近正好相反的颜色的颜色(相反颜色)。特别地，不同颜色发光单元4D的加权平均发射波长与两个发光单元4S中的每一个的加权平均发射波长之间的差是100nm或更多是足够的。
而且，不同颜色发光单元4D的发光寿命比两个相似颜色发光单元4S的每个发光寿命短。换句话说，不同颜色发光单元4D的发光寿命比相似颜色发光单元4S的寿命短得多，其比另一相似颜色发光单元4S的寿命短。
最靠近光反射电极2定位的发光单元4和相邻此的发光单元4优选地是相似颜色发光单元4S。相似颜色发光单元4S可以具有多个发光层3，或者可以具有单个发光层3。单个发光层3可以含有单种发光材料，或者可以含有多种发光材料。在图1中所示的实施例中，相似颜色发光单元4S具有多个发光层3。最靠近光反射电极2定位的相似颜色发光单元4S可以具有较长的发光寿命或较短的发光寿命。
最靠近光透射电极1定位的发光单元4优选地是不同颜色发光单元4D。不同颜色发光单元4D可以具有多个发光层3或单个发光层3。单个发光层3可以含有单种发光材料，或者可以含有多种发光材料。在图1中所示的实施例中，不同颜色发光单元4D具有单个发光层3。
在有机EL元件中，多个发光层3优选地含有红色发光层3R、绿色发光层3G和蓝色发光层3B。作为包括具有三种颜色即红色、绿色和蓝色(RGB)的结果，可以产生各种颜色。具体而言，混合这些颜色使能白光发射。利用有机EL元件，归因于白光发射，可以形成平面照明装置。红色发光层3R是含有红色发光材料的发光层3。绿色发光层3G是含有绿色发光材料的发光层3。蓝色发光层3B是含有蓝色发光材料的发光层3。
蓝色发光材料是指示出在从420nm或更长到小于500nm的波长范围具有最高强度的光谱的发光材料。绿色发光材料是指示出在从500nm或更长到小于590nm的波长范围具有最高强度的光谱的发光材料。红色发光材料是指示出在从590nm或更长到小于700nm的波长范围具有最高强度的光谱的发光材料。严格地说，虽然发光材料可以具有除红色、绿色和蓝色的发光颜色诸如橙色，但是例如甚至在这种情况中，在该说明书中，发光颜色分为三种颜色，并且被认为展示这三种颜色，只要其在以上所描述的波长范围的颜色的限定内。
在有机EL元件中，两个相似颜色发光单元4S优选地包括各自的发光层3，其含有红色发光材料和绿色发光材料两者。以此方式，相似颜色单元4S的发光层3含有红色发光材料和绿色发光材料两者，并且从而能量从红色传递给绿色，作为其结果，发光效率可以进一步增加并且因此寿命还可以进一步增加。而且，在这种情况中，如果不同颜色发光单元4D包括含有蓝色发光材料的发光层3，则有机EL元件可以包括具有三种颜色即红色、绿色和蓝色(RGB)的发光层，作为其结果，可以产生各种颜色。在图1中所示的实施例中，每个相似颜色发光单元4S以堆叠的方式包括含有红色发光材料的红色发光层3R和含有绿色发光材料的绿色发光层3G。虽然红色发光层3R设置在光透射电极1侧并且绿色发光层3G设置在光反射电极2侧，但是其位置可以是反向的。虽然未示出，但是单个发光层3可以含有红色发光材料和绿色发光材料两者。
两个相似颜色发光单元4S优选地包括在层状结构或组分方面不同的各自的发光层3。例如，图2是示出相似颜色发光单元4S的发光寿命的图，其中，在相似颜色发光单元4S包括红色发光层3R和绿色发光层3G的情况中，通过使得堆叠这些彼此不同的发光层3的顺序使层状结构彼此不同。水平轴表示经过时间，并且垂直轴表示相对亮度(对应于L/L0，其中，初始亮度是L0并且亮度是L)。在图2中，“红色发光层/绿色发光层”指示红色发光层3R设置在光发出侧并且绿色发光层3G布置在其相对侧的情况中的亮度衰减曲线。相反，“绿色发光层/红色发光层”指示绿色发光层3G设置在光发出侧并且红色发光层3R设置在其相对侧的情况中的亮度衰减曲线。执行恒定电流驱动测试，使得“红色发光层/绿色发光层”和“绿色发光层/红色发光层”两者具有相同的初始亮度。如从图2清楚的，应当理解，“红色发光层/绿色发光层”具有较长的发光寿命，并且“绿色发光层/红色发光层”具有较短的发光寿命。这样，即使两个相似颜色发光单元4S由相同的材料制成，通过使层状结构彼此不同，也可以容易地使这些发光寿命彼此不同。而且，通过利用组分，例如发光材料和掺杂浓度的类型，可以容易地使两个发光单元4S的发光寿命彼此不同。
而且，优选地，两个相似颜色发光单元4S可以包括含有发光材料的各自的发光层3，并且发光层3中的各个发光层可以含有至少一种相同的发光 材料。这样，即使多种发光材料是部分相同的，如果剩余的发光材料与此不同，则可以容易地使两个相似颜色发光单元4S的发光寿命彼此不同。而且，即使所有多种发光材料是相同的，如果以以上所描述的方式使层状结构彼此不同，则可以容易地使两个相似颜色发光单元4S的发光寿命彼此不同。
而且，优选地，两个相似颜色发光单元4S包括含有发光材料的各自的发光层3，并且发光层3中的各个发光层含有至少一种不同的发光材料。这样，如果多种发光材料彼此部分地不同，则可以容易地使两个相似颜色发光单元4S的发光寿命彼此不同。当然，如果所有多种发光材料彼此不同，则可以容易地使两个相似颜色发光单元4S的发光寿命彼此不同。
而且，两个相似颜色发光单元4S优选地包括含有磷光材料作为发光材料的各自的发光层3。在图1中所示的实施例中，每个相似颜色发光单元4S以堆叠的方式包括含有红色发光材料的红色发光层3R和含有绿色发光材料的绿色发光层3G。在这种情况中，如果红色发光材料和绿色发光材料中的一者或两者是磷光材料，例如，可以改进有机EL元件的发光效率。
而且，对于有机EL元件，不同颜色发光单元4D优选地包括含有蓝色发光材料的发光层3。在这种情况中，如果两个相似颜色发光单元4S包括含有红色发光材料和绿色发光材料的各自的发光层3，则有机EL元件可以包括具有三种颜色即红色、绿色和蓝色(RGB)的发光层3，并且可以产生各种颜色。
而且，不同颜色发光单元4D优选地包括含有荧光材料作为发光材料的发光层3。在这种情况中，如果两个相似颜色发光单元4S包括含有磷光材料的各自的发光层3，则使不同颜色发光单元4D的发光寿命比两个相似颜色发光单元4S的每个的发光寿命短是容易的。而且，一般而言，荧光材料常常具有期望的发射光谱和寿命并且是高度实际的材料，并且因此，可以在有机EL元件中实现具有有利的发光颜色的白光发射。
在图1中所示的有机EL元件中，红色发光层3R被设置在两个相似颜色发光单元4S中的每一个中。因此，在每个相似颜色发光单元4S中可以使红色发光层3R的厚度变薄。因此，在具有多个发光层3的有机EL元件中，可以形成在其中直接地堆叠两个或两个以上发光层3的结构。在这种 情况中，如果由具有短波长的发光材料制成的发光层3相邻由具有长波长的发光层制成的发光层3，则可以发生这样的现象：其中，具有短波长的层的能量由具有长波长的层吸收、具有短波长的光的发射相对减弱并且具有长波长的光的发射变强到过度程度(过度光发射)。发光材料的短波长和长波长是相对于彼此的。在发射的光的三种颜色之间，红色发光材料发射具有较长的波长的光。在发射的光的三种颜色之间，蓝色发光材料发射具有较短的波长的光。因此，存在这样的风险：仅堆叠具有各自的三种颜色的发光层3将红色变强到过度程度并且使蓝色和绿色减弱。鉴于这一点，红色发光层3R设置在两个相似颜色发光单元4S中的每一个中。因此，可以通过将多个红色发光层3R组合来形成期望的红色总体，并且可以降低每个红色发光层3R的厚度。另外，通过将红色发光层3R的厚度降低为小于绿色发光层3G的厚度，可以抑制绿色层的能量由红色层吸收的现象。因此，可以容易地进行颜色调节，并且可以改进发光效率。而且，可以抑制发射具有短波长的光的发光层3的能量的这样的吸收，并且因此利用较低的电压驱动变得可能。
而且，如果红色发光层3R分布在两个相似颜色发光单元4S之间，则可以抑制每个发光单元4的颜色的老化，即颜色偏移。如以上所描述的，红色发光层3R可以吸收另一发光层3的能量。因此，如果红色发光层3R是厚的，则存在这样的风险：发射可能不平衡、发光单元4之间的颜色偏移的程度的偏差增加以及总体颜色偏移增加。然而，通过将红色发光层3R分布在两个相似颜色发光单元4S之间，可以抑制发光单元4之间的随时间的颜色偏移中的差异，并且因此可以抑制发射中的总体颜色偏移，作为其结果，可以获得具有较长的寿命的有机EL元件。
虽然三个发光单元4的两个发光单元4包括图1中所示的实施例中的红色发光层3R，但是所有三个发光单元4可以包括各自的红色发光层3R。
有利的方面在于，三个发光单元4中的仅一个发光单元4包括蓝色发光层3B。在图1中所示的实施例中，不同颜色发光单元4D包括蓝色发光层3B，并且两个相似颜色发光单元4S不包括蓝色发光层3B。存在这样的情况：其中，与其他发光颜色相比较，来自蓝色发光材料的光的发射需要高能量。在这种情况中，可以这么说，蓝色发光层3B具有高于具有另一颜色的发光层3的那个的电阻值。如果蓝色发射层3B设置在多个发光单元4中的每一个中，则存在这样的风险：蓝色发光材料将发射来自每个发光单元4的光以及电阻将增加并且驱动电压将增加。鉴于这一点，通过仅在一个发光单元4中形成蓝色发光层3B，降低蓝色发光层3B的数目，并且因此抑制在其中驱动电压增加的情况是可能的。
发光层3可以包括发光掺杂剂(发光材料)和基质，其用作接受发光掺杂剂的媒介。发光掺杂剂由具有磷光性的发光材料、具有荧光性的发光材料等等制成。蓝色发光材料优选地是磷光材料。因此，利用低压驱动变得可能。而且，红色发光材料优选地是磷光材料。而且，绿色发光材料优选地是磷光材料。通常，荧光材料需要比磷光材料更大量的能量。因此，使用磷光材料是优选的。使用磷光材料可以容易地增加允许发出的光的效率和降低电压。更优选的是，包括在多个发光层3中的所有发光材料是磷光材料。所谓的全磷光有机EL元件是优选的。因此，可以对利用较低电压驱动的有机EL元件进行配置。注意，除分类为所谓的磷光性或荧光性的掺杂剂外的掺杂剂可以被用作发光材料(掺杂剂)。例如，近年来，已经研发其能级将磷光性的能级转变到荧光性的能级的发光材料并且其发射光，并且可以使用这样的发光材料。
使用示出了具有从460nm或更多到小于500nm的波长范围中的最高强度的光谱的发光材料是优选的。因此，获得具有白色和高效率的光发射是较容易的。例如，通过混合三种颜色即红色、绿色和蓝色所产生的颜色可以被制入根据色度坐标的图表中。例如，颜色图表用作由颜色坐标u′v′表示的色度图。在使用多种颜色的情况中，颜色可以限定为由每种颜色的波长和强度所导出的点。如果该点进入色度图的白色区域中，则可以发射白光。在色度图中，蓝色波长位置在令点进入白色区域中比红色或绿色波长位置更重要。鉴于这一点，在使用具有460nm或更长的波长的蓝色发光材料的情况中，关于相同的发射能量可以获得较高的发光，并且因此，使获得具有较高效率的白光发射更容易是可能的。当然，即使使用指示具有从400nm或更长至小于460nm的波长范围中的最高强度的光谱，也可以通过调节红色和绿色或蓝光的发射光谱来产生白光，并且因此，可以使用这样的蓝色发光材料。而且，在使用具有小于460nm的波长的蓝色发光材 料的情况中，容易地获得延伸要产生的白色的色温的区域的效应，并且因此，可以增加白光发射的自由度。
通过混合三种颜色即红色、绿色和蓝色所产生的发光颜色取决于通过综合每种发光材料的发射光谱所获得的值。由于通过采取期望比率来综合发射光谱所获得的值，可以容易地使发光颜色为白色。作为发射强度的比例，红色发射光谱的积分值：绿色发射光谱的积分值：蓝色发射光谱的积分值的比例优选地是大约2：1：1。因此，可以更容易地实现白光发射。在使用指示具有从460nm或更长到小于500nm的波长范围中的最高强度的光谱的蓝色发光材料的情况中，可以更容易地达到以上所描述的积分值的比例。而且，在使用具有小于460nm的波长的蓝色发光材料的情况中，为了获得白光发射，蓝光发射的强度可以小于整个强度(100％)的25％。此处，红色发射光谱的积分值的百分比是高的意指红色发光层3R的总厚度需要比其他发光层3的那个相对更高。然而，如以上所描述的，如果红色发光层3R是厚的，则能量可能被吸收。鉴于这一点，为了使发光颜色白色，红色发光层3R优选地设置在多个发光单元4中的每一个中。注意，每个颜色发射光谱的积分值可以被认为几乎等于每个颜色发射强度。
在一个发光单元4包括多个发光层3的情况中，可以形成薄发光层3和厚发光层3。这时，例如，薄层的厚度可以设定到4/5厚层的厚度或更少。优选地，薄层的厚度可以设定到3/4厚层的厚度或更少。更优选地，薄层的厚度可以设定到2/3厚层的厚度或更少。甚至更优选地，薄层的厚度可以设定到1/2厚层的厚度或更少。例如，在红色发光层3R和绿色发光层3G的层状结构的情况中，红色发光层3R的厚度可以设定到10nm或更少，并且绿色发光层3G的厚度可以设定到20nm或更多。然而，如果过度降低具有特定颜色的发光层3的厚度，则存在不能获得期望的光发射的风险。因此，优选地，薄层的厚度可以设定到1/4厚层的厚度或更多。更优选地，薄层的厚度可以设定到1/3厚层的厚度或更多。而且，当然，为了容易地获得光发射，薄层的厚度可以设定到1/2厚层的厚度或更多或者2/3其厚度或更多。
为了获得期望的光发射，每个发光层3的厚度优选地是1nm或更多、优选地5nm或更多和更优选地7nm或更多。而且，从发光效率等等的角度，每个发光层3的厚度优选地是100nm或更少、50nm或更少和更优选 地40nm或更少。一个蓝色发光层3B的厚度优选地是20nm或更多。因此，获得具有良好的发光性质的元件是更容易的，可以利用低压驱动并且其中抑制颜色偏移。而且，一个红色发光层3R的厚度是优选地20nm或更少，并且更优选地10nm或更少。因此，获得具有良好的发光性质的元件是更容易的，可以利用低电压驱动并且其中抑制颜色偏移。在图1中所示的有机EL元件中，提供多个红色发光层3R，但是这些红色发光层3R分离地设置在不同的发光单元4中，并且因此通过其总和获得红色的强度。因此，即使降低红色发光层的厚度，也可以获得期望的发光颜色(具体而言，白色)。
注意，优选地，发光层3的厚度之间的关系是一个发光单元4中的关系，但是例如一个发光单元4中的红色发光层3R的厚度可以比另一发光单元4中的蓝色发光层3B或绿色发光层3G的厚度更厚。这是因为在相邻发光层3之间发生强能量吸收。而且，一般而言，光学干扰的影响取决于发光层3的位置或厚度而变化，并且因此，针对每个发光单元4设计发光层3的厚度是足够的。
如以上所描述的，在图1中所示的有机EL元件中，三个发光单元4中的两个发光单元4是相似颜色发光单元4S。在这种情况中，当形成两个相似颜色发光单元4S的发光层3时，可以使用相同的发光材料。因此，可以降低材料的数目并且可以简化堆叠过程，并且因此可以容易地并且以低成本执行制造。在以上所描述的有机EL元件中，多个红色发光层3R分离地设置在多个发光单元4中，并且因此红色发光材料可以是相同的材料。而且,在以上所描述的有机EL元件中，多个绿色发光层3G分离地设置在多个发光单元4中，并且因此绿色发光材料可以是相同的材料。在两个或两个以上相同颜色发光层3分离地设置在多个发光单元4的情况中，颜色的一部分可以来自相同的材料。在所有具有相同颜色的发光层3中，相同颜色发光层3可以由相同的发光材料制成。而且，相同内容可以不仅适于发光材料(掺杂剂)而且适于基质。例如，在图1中所示的实施例中，具有两种颜色即红色和绿色的发光层3提供在两个相似颜色发光单元4S中，并且这两个发光单元4中的红色发光层3R和绿色发光层3G可以相应地由相同的材料制成。然而，在这种情况中，通过使发光层3的层状结构彼此不 同等等，使两个相似颜色发光单元4S的发光寿命彼此不同。注意，在相同颜色发光层3存在于不同的发光单元4中的情况下，相同颜色发光层3的厚度可以彼此相同或不同。一般而言，光学干扰的影响取决于发光层3的位置或厚度而变化，并且因此针对每个发光单元4设计发光层3的厚度是足够的。
可以在除发光单元4中的发光层3外的部分中形成使有机EL元件能够驱动的适当的层。例如，可以形成电荷传输层6。在图1中所示的实施例中，图示了电荷传输层6。电荷传输层6可以是用于注入或传输空穴或电子的层。电荷传输层6主要由电子传输层6A和正空穴传输层6B构成。在发光单元4中，优选地，正空穴传输层6B设置在发光层3的阳极侧(在该范例中，光透射电极1侧)，并且电子传输层6A设置在发光层3的阴极侧(在该范例中，光透射电极2侧)。注意，即使发光层3与电极直接接触或者发光层3与中间层5直接接触，如果可以获得期望的光发射，则电荷传输层6不需要设置在适当的位置处。而且，电荷传输层6可以包括诸如正空穴注入层、电子注入层等等的适当的层。正空穴注入层可以形成在正空穴传输层6B的阳极侧。电子注入层可以形成在电子传输层6A的阴极侧。
光透射电极1和光反射电极2是形成对的电极。在这些电极之间，一个用作阳极，并且另一个用作阴极。因此，可以驱动有机EL元件。在图1中所示的实施例中，阳极可以由光透射电极1构成，并且阴极可以由光反射电极2构成。在这种情况中，形成具有高发光性质的元件是更容易的。当然，阴极可以由光透射电极1构成，并且阳极可以由光反射电极2构成。
在衬底7与光透射电极1之间可以提供出光层。出光层是具有在其中抑制衬底7的全反射并且允许光向外部放出更多的功能的层。出光层可以具有在其中降低衬底7与有机EL层之间的折射率中的差异的结构。折射率中的差异的降低使能全反射的抑制并且允许光放出。而且，出光层可以具有光散射结构。通过对光进行散射，改变光的方向，由此抑制全反射，并且可以允许光放出。可以利用例如低折射率层和高折射率层的层状结构来形成出光层。备选地，可以利用例如两个层之间的接口的不均匀结构形成出光层。备选地，可以通过例如在其中分散光散射颗粒的层来形成出光层。
出光结构可以提供在与衬底7的光透射电极1相对的表面(元件的外 部侧)上。可以通过光散射结构对出光结构进行配置。例如，通过在衬底7的表面上提供含有光散射颗粒或微小不均匀结构的层，可以形成出光结构。
顺便提及，图6中所示的有机EL元件是二单元多元件(参考范例)，其中，磷光单元设置为靠近光透射电极2定位的发光单元4，并且荧光单元设置为靠近光透射电极1定位的发光单元4。以上所描述的磷光单元包括设置在光反射电极2侧的绿色发光层3G和设置在光透射电极1侧的红色发光层3R，并且发光层3两者含有磷光材料作为发光材料。而且，以上所描述的荧光单元包括含有荧光材料作为发光材料的蓝色发光层3B。
图3是作为整体示出以上所描述的二单元多元件的发光寿命、单独示出磷光单元的发光寿命和单独示出荧光单元的发光寿命的图。
与此相比，图1中所示的有机EL元件是三单元多元件(实施例)，其中，磷光单元被设置为靠近光反射电极2定位的发光单元4，另一磷光单元被设置为邻近此的发光单元4，并且荧光单元被设置为靠近光透射电极1定位的发光单元4。以上所描述的两个磷光单元是相似颜色发光单元4S，并且包括设置在光反射电极2侧的各自的绿色发光层3G和设置在光透射电极1侧的各自的红色发光层3R，并且发光层3两者还含有磷光材料作为发光材料。然而，靠近光反射电极2的磷光单元的发光寿命是长的，然而邻近其的磷光单元具有短发光寿命。在下文中，为了简单，前者被称为长寿命磷光单元，并且后者被称为短寿命磷光单元。以上所描述的二单元多元件的磷光单元与三单元多元件的长寿命磷光单元相同，并且这两个磷光单元的发光寿命是相同的。而且，以上所描述的荧光单元与二单元多元件的荧光单元相同。这样，实施例的三单元多元件具有通过添加另一磷光单元所获得的结构，其发射相似颜色的光并且具有参考范例的二单元多元件的短发光寿命(短寿命荧光单元)。
图4是作为整体示出以上所描述的三单元多元件的发光寿命、单独示出长寿命磷光单元的发光寿命、单独示出短寿命磷光单元的发光寿命和单独示出荧光单元的发光寿命的图。
图5是示出以上所描述的二单元多元件(参考范例)和三单元多元件(实施例)的颜色偏移的老化的图。水平轴表示经过时间，并且垂直轴表示颜色偏移(Δu′v′)。注意，颜色偏移是来自在相对于元件的发光表面的法线 60度的方向上观察发光表面的情况中所获得的显示颜色的标准白色的颜色偏移。Δu′v′是色度坐标u′中的差Δu′的平方和色度坐标v′的差Δv′的平方的和的平方根。
将图3与图4比较，通过添加短寿命磷光单元，三单元多元件的发光寿命整体比二单元多元件的发光寿命整体更短。
然而，如从图5清楚地可见，随着给定时间的过去，Δu′v′的值在实施例的三单元多元件中比在参考范例的二单元多元件中更小，并且因此可以理解，关于实施例比关于参考范例可以将颜色偏移抑制更多。换句话说，在实施例中，通过额外地将短寿命磷光单元插入电极之间，可以使用作红色和绿色颜色单元的相似颜色发光单元4S的寿命更接近用作颜色单元的不同颜色发光单元4D的寿命，并且可以抑制相对颜色改变。以此方式，根据本实施例的有机EL元件，可以降低色度的老化，并且可以抑制颜色偏移。因此，本发明的有机EL元件可以有利地用于照明面板等等。
在下文中，将描述以上所描述的有机EL元件中使用的材料和有机EL元件的制造。
适于形成有机EL元件的适当的衬底材料可以用作衬底7。例如，可以使用玻璃衬底、树脂衬底等等。如果使用玻璃衬底，则可以容易地获得具有耐久性和高发光性质的透明衬底。
适当的导电材料被用于形成电极(阳极或阴极)作为光透射电极1或光反射电极2。
使用由具有高功函数的金属、合金或导电化合物或其混合物制成的电极材料作为阳极是优选的。在允许光从阳极放出的情况中，可以通过透明导电膜构成阳极。阳极的配置的范例包括金属薄膜、透明金属氧化膜和有机导电膜。针对阳极的材料的范例包括诸如金、CuI、ITO(铟锡氧化物)、SnO2、ZnO和IZO(铟锌氧化物)的金属、诸如PEDOT和聚苯胺的导电聚合物、掺杂有任何接受体的导电聚合物、以及诸如碳纳米管的导电光透射材料。如果使用ITO等等，可以形成具有高导电性的透明的电极。
而且，使用由具有低功函数的金属、合金或导电化合物或其混合物制成的电极材料作为阴极是优选的。针对阴极的材料的范例包括碱金属、碱土金属、以及这些金属和其他金属的合金。针对阴极的材料的特定范例包 括铝、银、钠、钠钾合金、锂、镁、镁银混合物、镁铟混合物、以及铝锂合金。而且，诸如金属的导电材料可以被堆叠为形成一个或多个层，并且堆叠可以用作阴极。其范例包括碱金属和Al的堆叠、碱土金属和Al的堆叠、碱土金属和Ag的堆叠、以及镁银合金和Ag的堆叠。如果使用铝、银等等，可以形成具有相对高反射性的电极。
形成发光层3以便包括作为掺杂剂化合物(发光掺杂剂)的客体材料和含有掺杂剂化合物的主体材料。
CBP、CzTT、TCTA、mCP、CDBP等等可以用作用于磷光层3的基质。Ir(ppy)3、Ir(ppy)2(acac)、Ir(mppy)3等等可以用作磷光绿色发光掺杂剂。Btp2Ir(acac)、Bt2Ir(acac)、PtOEP等等可以用作磷光红色发光掺杂剂。FIr(pic)等等可以用作磷光蓝色发光掺杂剂。磷光掺杂剂的掺杂浓度可以设定为质量百分比1％到40％。
Alq3、ADN、BDAF、TBADN等等可以用作用于荧光层3的基质。C545T、DMQA、香豆素6、红荧烯等等可以用作荧光绿色发光掺杂剂。TBP、BCzVBi、二萘嵌苯等等可以用作荧光蓝色发光掺杂剂。DCJTB等等可以用作荧光红色发光掺杂剂。而且，电荷传送辅助掺杂剂优选地使用在荧光层3中，并且例如可以使用NPD、TPD、Spiro-TAD等等。发光掺杂剂和电荷传送辅助掺杂剂的总和的掺杂浓度可以设定到质量百分比1％到30％。
BCP：Li、ITO、NPD：MoO3、Liq：Al等等可以用作中间层5。例如，中间层5可以具有两层配置，其中，由BCP：Li构成的第一层设置在阳极侧，并且由ITO构成的第二层设置在阴极侧。而且，可以通过金属薄膜来构成中间层5。金属薄膜可以传导光。例如，中间层5可以由Ag、Al等等制成。
CuPc、MTDATA、TiOPC、HAT-CN6等等可以用作正空穴注入层。而且，掺杂有接受体的正空穴传送有机材料可以被用于正空穴注入层。接受体的范例包括MoO3、V2O5和F4TCNQ。
TPD、NPD、TPAC、DTASi或基于三芳胺的化合物可以用作正空穴传输层6B。
BCP、TAZ、BAlq、Alq3、OXD7、PBD等等可以用作电子传输层6A。
除诸如LiF、Li2O、MgO和Li2CO3等碱金属或碱土金属的氟化物、氧 化物和碳酸盐之外，通过将有机层与诸如锂、钠、铯或钙的碱金属或碱土金属掺杂而获得的层可以被用作电子注入层。
注意，在以上所描述的材料中，CBP表示4,4′-N,N′-二咔唑联苯。而且，Alq3表示三(8-喹啉)铝(III)。而且，TBADN表示2-t-丁基-9,10-二(2-萘基)蒽。而且，Ir(ppy)3表示fac-三(2-苯基吡啶)铟。而且，Btp2Ir(acac)表示二-(3-(2-(-吡啶基)苯基噻吩基)单-乙酰丙酮酸)铱(III)而且，C545T是香豆素C545T，并且表示10-2-(苯并噻唑基)-2,3,6,7-丙烯酸氢糠酯-1,1,7,7-四甲基-1H、5H、11H-(1)苯并焦酚吡喃(6,7,-8-ij)喹嗪-11-一。而且，TBP表示1-叔丁基-二萘嵌苯。而且，NPD表示4,4′-二[N-(萘基)-N-苯基-氨基]联苯。而且，BCP表示2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-邻二氮菲。而且，CuPc表示铜酞菁。而且，TPD表示N,N′-二(3-甲苯基)-(1,1’-联苯)-4,4′-二胺。
如以上所描述的材料以适当的顺序的适当的方法形成为膜，并且将所形成的膜堆叠，作为其结果可以制造具有图1中所示的层配置的有机EL元件。通常，从衬底7侧，可以执行堆叠。
每个电极的膜厚度可以设定到大约10到100nm。从光透射电极1到光反射电极2的长度可以设定到10到1000nm，并且优选地设定到大约50到500nm。
膜形成方法的范例包括真空沉积方法、溅射法和涂敷法，但是膜形成方法并不特定地受限于此。
这里，为了获得稳定的平面光发射，优选的是，形成膜使得平面中的每个层的厚度接近是一致的。例如，利用真空沉积方法，通过适当地调节蒸汽源角度、衬底与蒸汽源之间的距离(高度)、衬底旋转中心与蒸汽源之间的距离(偏移)等等，可以降低厚度的变化，并且可以获得在其中满足期望的膜厚度条件的层。
附图标记列表
3 发光层
4 发光单元
4S 相似颜色发光单元
4D 不同颜色发光单元

Claims (9)

1.一种有机电致发光元件，包括：
三个发光单元，
所述三个发光单元按层堆叠，
中间层，其提供在相邻的发光单元之间，
所述三个发光单元中的两个发光单元是相似颜色发光单元，所述相似颜色发光单元发射相似颜色的光并且具有相互不同的发光寿命，
所述相似颜色是色环中邻近的颜色、相互靠近定位的颜色或相同的颜色，
所述三个发光单元中的剩余发光单元是不同颜色发光单元，所述不同颜色发光单元发射与所述相似颜色不同的颜色的光，并且具有比所述两个相似颜色发光单元中的每个的发光寿命短的发光寿命，
所述与所述相似颜色不同的颜色是与所述相似颜色在色环中正好相反定位的颜色、邻近正好相反的颜色的颜色。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光元件，其中，
所述不同颜色发光单元包括含有蓝色发光材料的发光层。
3.根据权利要求1所述的有机电致发光元件，其中，
所述不同颜色发光单元包括含有荧光材料作为发光材料的发光层。
4.根据权利要求2所述的有机电致发光元件，其中，
所述不同颜色发光单元包括含有荧光材料作为发光材料的发光层。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的有机电致发光元件，其中，
所述两个相似颜色发光单元包括在层状结构或组分方面不同的各自的发光层。
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的有机电致发光元件，其中，
所述两个相似颜色发光单元包括含有磷光材料作为发光材料的各自的发光层。
7.根据权利要求1至4中的任一项所述的有机电致发光元件，其中，
所述两个相似颜色发光单元包括含有红色发光材料和绿色发光材料两者的各自的发光层。
8.根据权利要求1至4中的任一项所述的有机电致发光元件，其中，
所述两个相似颜色发光单元包括各自的发光层，所述各自的发光层含有发光材料并且所述各自的发光层中的各个发光层都含有至少一种相同的发光材料。
9.根据权利要求1至4中的任一项所述的有机电致发光元件，其中，
所述两个相似颜色发光单元包括各自的发光层，所述各自的发光层含有发光材料并且所述各自的发光层中的各个发光层都含有至少一种不同的发光材料。
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