CN101960632B - 具有中间连接体的串联oled器件 - Google Patents

Abstract

一种串联OLED器件，所述器件包含阳极；阴极；至少两个设置在所述阳极与所述阴极之间的电致发光单元，其中各电致发光单元包含至少一个空穴输送层和一个有机发光层；和设置在相邻电致发光单元之间的中间连接体，其中所述中间连接体包含n型掺杂有机层和电子接受层，所述电子接受层设置得比n型掺杂有机层更靠近阴极，并且其中所述n型掺杂有机层包含碱金属和有机碱金属络合物。

Description

具有中间连接体的串联OLED器件

技术领域

本发明涉及串联OLED器件及所述串联OLED器件之间的中间连接体。

背景技术

有机发光二极管器件(亦称作OLED)通常包含阳极、阴极和夹在阳极和阴极之间的有机电致发光(EL)单元。有机EL单元通常包含空穴输送层(HTL)、发光层(LEL)和电子输送层(ETL)。OLED因其低驱动电压、高亮度、广视角和用于全色显示器和其它应用的能力而引人注目。Tang等在其美国专利第4,769,292号和第4,885,211号中描述了这种多层的OLED。

取决于其LEL的发光性质，OLED可以发出不同颜色的光，例如红色、绿色、蓝色或白色。近来，对于将宽谱带OLED结合到诸如固态光源、彩色显示器或全色显示器等各种应用装置中的需求日益增加。宽谱带发光意味着OLED发出遍及可见光谱的足够宽谱的光，从而这样的光能够与滤光片或变色模块结合使用而生产具有至少两种不同颜色的显示器或全色显示器。特别是，需要其中在光谱的红色、绿色和蓝色部分中存在明显的发射的宽谱带发光OLED(或宽谱带OLED)，即白光发射OLED(白色OLED)。与具有分别图案化的红光、绿光和蓝光发射体的OLED相比，使用具有滤色器的白色OLED提供了更简单的制造方法。这可以获得较高的产量，使产率提高，并且节约成本。白色OLED已有报道，例如，Kido等，Applied Physics Letters，64，815(1994)；J.Shi等的美国专利第5,683,823号；Sato等的JP 07-142169；Deshpande等，Applied Physics Letters，75，888(1999)；以及Tokito等，Applied PhysicsLetters，83，2459(2003)。

为实现OLED的宽谱带发光，需要激发多于一种的分子，因为在通常条件下每种分子仅发出具有较窄光谱的光。如果主体材料向掺杂物的能量传递不完全，则具有主体材料和一种或多种发光掺杂物的发光层可以实现由主体和掺杂物两者发光，从而导致在可见光谱内的宽谱带发光。为实现具有单个发光层的白色OLED，发光掺杂物的浓度必须得到精细的控制。而这将带来制造方面的困难。较之具有一个发光层的器件，具有两个或多于两个发光层的白色OLED能够具有更好的颜色和更高的发光效率，并且对于掺杂物浓度变化的宽容度更高。还发现，具有两个发光层的白色OLED通常比具有一个发光层的OLED更稳定。然而，在光谱的红色、绿色和蓝色部分具有高强度的发光还是难以实现。具有两个发光层的白色OLED通常具有两个强发射峰。

Jones等在美国专利第6,337,492号中、Tanaka等在美国专利第6,107,734号中、Kido等在日本专利第2003/045676A号公报和美国公布的专利申请第2003/0189401A1号中以及Liao等在美国专利第6,717,358号和美国专利申请第2003/0170491A1号公报中已公开了串联OLED结构(有时称为层叠式OLED(stacked OLED)或级联式OLED(cascadedOLED))。所述串联OLED通过垂直堆叠若干单个的OLED单元并使用单个电源来驱动该堆叠体而制造。其优点在于发光效率和/或使用寿命得到提高。然而，所述串联结构需要大致与堆叠在一起的OLED单元数成正比地提高驱动电压。

Matsumoto和Kido等在SID 03Digest(979(2003))中报道了通过在器件中连接蓝绿色EL单元与橙色EL单元而构造串联白色OLED，和通过使用单个电源驱动所述器件来实现白色发光。虽然发光效率得到提高，但是此串联白色OLED器件在光谱中具有较弱的绿色和红色组分。Liao等在美国专利申请第2003/0170491A1号公报中描述了通过在器件内依次连接红色EL单元、绿色EL单元和蓝色EL单元而获得的串联白色OLED结构。当串联白色OLED由单个电源驱动时，白色发光通过红色、绿色和蓝色EL单元的光谱组合而形成。

虽然有了这些发展，但是对于在保持良好的宽谱带发光的同时改善串联OLED器件的效率和驱动电压仍存在需求。

发明内容

因此，本发明的目的是提供具有改善的效率和发光稳定性的OLED器件。

所述目的通过下述串联OLED器件而实现，所述器件包含：

(a)阳极；

(b)阴极；

(c)至少两个设置在所述阳极与所述阴极之间的电致发光单元，其中各电致发光单元包含至少一个空穴输送层和一个有机发光层；和

(d)设置在相邻电致发光单元之间的中间连接体，其中所述中间连接体包含n型掺杂有机层和电子接受层，所述电子接受层设置得比n型掺杂有机层更靠近阴极，并且其中所述n型掺杂有机层包含碱金属和有机碱金属络合物。

本发明的优点在于可以提供改善的效率和/或较低的驱动电压。

附图说明

图1显示了本发明的串联OLED器件的一个实施方式的截面图；并且

图2显示了本发明的串联OLED器件的另一个实施方式的截面图。

由于器件特征尺寸(如层厚)通常在亚微米范围内，因此附图的绘制比例主要是为了便于查看而非显示尺寸精度。

具体实施方式

术语“OLED器件”使用的是包含有机发光二极管作为像素的显示器件的本领域内所公知的意义。其可以指具有单个像素的器件。术语“串联OLED器件”使用的是包含至少两个垂直堆叠且通过单电源供电的OLED器件单元的显示器件的本领域内所公知的意义。此处所用的术语“OLED显示器”是指包含多个像素的OLED器件，所述像素可以具有不同颜色。彩色OLED器件发出至少一种颜色的光。术语“像素”采用的是其在本领域中所公知的用法，用于指定显示面板的独立于其它区域而受激发光的区域。据认为，在全色系统中，若干不同颜色的像素将被一起使用以产生宽范围的颜色，观看者可将这样的组称为单个像素。为便于这里的讨论，这样的组将被认为是若干不同颜色的像素。根据本公开内容，宽谱带发光是指在可见光谱的多个部分(例如蓝色和绿色)具有显著的分量的光。宽谱带发光也可以包含下述情况：在光谱的红色、绿色和蓝色部分发光，以产生白光。白光是使用者所感受到的具有白色的光，或者是其发射光谱足以与滤色器结合使用从而形成实际上的全色显示的光。此处所用术语“白色发光”是指即使在观看之前滤色器可能将所述光的一部分除去仍能在内部产生白光的器件。

现在参考图1，图1显示的是本发明的一个实施方式的串联白光发光OLED器件10的像素的截面图。OLED器件10包含基板20、两个隔开的电极(阳极30和阴极90)、至少两个设置在所述电极之间的电致发光单元70和75，和设置在相邻电致发光单元70和75之间的中间连接体80。Hatwar等在上文引用的美国专利申请第11/393,767号中描述过具有此设置的多个电致发光单元的使用。各电致发光单元包含至少一个空穴输送层，例如空穴输送层40和45。最靠近阳极30的电致发光单元70也可以包含空穴注入层35。最靠近阴极90的电致发光单元75也可以包含电子输送层55。各电致发光单元包含至少一个有机发光层。电致发光单元70和75各自产生不同的发射光谱，但这不是本发明所必需的。在本实施方式中，电致发光单元70包含蓝光发射层50b(其包含蓝光发射化合物)和黄光发射层50y(其包含黄光发射化合物)。本文所用的术语“黄光发射化合物”是指主要在黄色至红色区域(即，570nm～700nm)发光的物质。在本实施方式中，电致发光单元75包含绿光发射层51g(其包含绿光发射化合物并产生绿色发光)、红光发射层51r(其包含红光发射化合物并产生红色发光)和蓝光发射层51b(其包含蓝光发射化合物并产生蓝色发光)。本文所述的发明不限于这种发光层组合，而是如本领域技术人员所知，可以使用许多不同的发光层以及发光层的组合。

串联OLED器件10还包含设置在相邻电致发光单元70与75之间的中间连接体80。中间连接体80向相邻电致发光单元中提供有效的载流子注入。金属、金属化合物或其它无机化合物都对载流子注入有效。然而，这些材料通常具有低电阻率，这会导致像素串扰(pixel crosstalk)。此外，构成中间连接体80的层的光学透明性应该尽可能高，以使电致发光单元产生的辐射能够离开器件。因此，通常优选的是在中间连接体80中主要使用有机材料。中间连接体80包含n型掺杂有机层95和电子接受层38。电子接受层38设置得比n型掺杂有机层95更靠近阴极90。

在中间连接体80中，n型掺杂有机层95包含碱金属和有机碱金属络合物。有机碱金属络合物的碱金属属于元素周期表中的第1族。其中，特别优选锂。可用在本发明中的有机碱金属络合物包括如下式A所示的有机锂化合物：

A(Li⁺)_m(Q)_n

其中：

Q为阴离子有机配体；并且

m和n为选择来为所述络合物提供中性电荷的独立选择的整数。

阴离子有机配体Q最适宜为单阴离子性的，并且含有至少一个由氧、氮或碳构成的可离子化的位点。在烯醇化物或其它含氧的互变异构体系的情形中，可认为锂与氧键合并如此画出，但锂也可以键合于别处而形成螯合物。此外理想的是，配体含有至少一个可与锂形成配位键或配价键的氮原子。整数m和n可以大于1，这反映出已知的一些有机锂化合物形成原子簇络合物的倾向。

在另一个实施方式中，式B表示有机碱金属络合物：

其中：

Z和虚线弧表示2～4个原子和与锂阳离子实现5～7元环所需的键；

各A表示氢或取代基，并且各B表示Z原子上的氢或独立选择的取代基，条件是两个或多于两个取代基可以结合以形成稠环或稠环体系；

j为0～3，并且k为1或2；并且

m和n为选择来为所述络合物提供中性电荷的独立选择的整数。

在式B的化合物中，最理想的是A和B取代基共同形成额外的环体系。该额外环体系还可以含有与锂配位或配价键合而形成多齿配体的额外杂原子。理想的杂原子为氮或氧。Begley在美国专利申请第2006/086405号公报中已经描述了可用的式B的化合物，本文通过援引并入其内容。在式B中，优选的是，所示氧为羟基、羧基或酮基的一部分。合适的氮配体的实例为8-羟基喹啉、2-羟甲基吡啶、哌啶甲酸或2-吡啶甲酸。

可用的有机碱金属络合物的具体实例如下：

上述有机碱金属络合物中特别可用的是菲咯啉衍生物，例如C1和相关络合物。Begley描述了其它实例。

n型掺杂有机层95中的碱金属优选为锂。Li金属的浓度为主体材料组成的0.1体积％～5体积％，并优选为0.5体积％～2体积％。

在一些实施方式中，n型掺杂有机层95可以还包含不带电的菲咯啉衍生物。已知此类菲咯啉衍生物可用在电子输送层中。可用的不带电的菲咯啉衍生物为4，7-二苯基-1，10-菲咯啉，其也称作二氮杂菲或Bphen。

电子接受层38可以包含如金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物等无机化合物、金属离子与有机配体的络合物和过渡金属离子与有机配体的络合物。适用于电子接受层38中的材料也可以包含如美国专利第6,208,075号中所述的等离子体沉积的氟碳聚合物(CF_x)、如美国专利第6,720,573B2号和美国专利申请第2004/113547A1号公报中所述的六氮杂苯并菲衍生物(结构D)等强氧化剂，或其它的可以是有机(如F₄TCNQ)或无机(如氧化钼、FeCl₃或FeF₃)的氧化剂。Liao等在共同转让的美国专利第11/867,707号中描述了也称作电子接受材料的其它可用氧化剂，本文通过援引并入其公开内容。

用于此目的的可用的六氮杂苯并菲衍生物为具有以下结构的六氰基六氮杂苯并菲：

虽然并非必须，但是电子接受层38也可以由两种组分构成：例如，上述有机材料之一(如胺化合物等)和与其掺杂的强氧化剂(如二吡嗪并[2，3-f：2′，3′-h]喹喔啉六腈、F₄TCNQ或FeCl₃)。

OLED器件通常在支持基板(例如OLED基板20)上形成。方便起见，将与基板接触的电极称为底电极。根据期望发光方向，基板20可以为透光的，也可以为不透光的。对透过基板查看EL发射而言，透光性是理想的。在这些情况下，通常使用透明玻璃或塑料。对于透过顶电极查看EL发射的应用，底部支持体的透射特性并不重要，因此可以是透光、吸光或反光的。用在这种情况下的基板包括但不限于玻璃、塑料、半导体材料、硅、陶瓷和电路板材料。当然，在这些器件的构造中，需要提供透光的顶电极。

阳极30在基板20上方形成。当透过阳极查看EL发射时，阳极应该对于所关注的发射是透明的，或者是基本上透明的。用于本发明中的常见透明阳极材料是氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)和氧化锡，但也可以使用其它金属氧化物，这些金属氧化物包括但不限于铝或铟掺杂的氧化锌、氧化镁铟和氧化镍钨。除这些氧化物外，还可以使用诸如氮化镓等金属氮化物、诸如硒化锌等金属硒化物和诸如硫化锌等金属硫化物作为阳极。对于仅透过阴极电极查看EL发射的应用，阳极的透射特性并不重要，因此可以使用多种导电材料，而无论其透明、不透明或反射与否。用于本发明的示例性导体包括但不限于金、铱、钼、钯和铂。典型的阳极材料，无论透射与否，都具有不小于4.0eV的功函数。可以通过如蒸发、溅射、化学气相沉积或电化学沉积等任何适当的方法来沉积所需的阳极材料。如果需要，可使用公知的光刻法使阳极材料图案化。

阴极90在其它OLED层上方形成。如果器件是顶部发光的，则该电极必须是透明的或接近透明的。对于这种应用，金属必须要薄(优选小于25nm)或者必须使用透明导电氧化物(例如氧化铟锡、氧化铟锌)，或这些材料的组合。美国专利第5,776,623号中已经较详细地描述了光学透明的阴极。如果器件是底部发光的，则阴极可以是已知可用于OLED器件的任何导电材料，包括如铝、钼、金、铱、银、镁等金属、上述透明导电氧化物或者它们的组合。理想的材料可在低电压下促进电子注入，并具有显著的稳定性。可用的阴极材料通常含有低功函数金属(＜4.0eV)或金属合金。可以通过蒸发、溅射或化学气相沉积来沉积阴极材料。如果需要，可以通过许多公知的方法来实现图案化，所述方法包括但不限于经掩模沉积、如美国专利第5,276,380号和EP 0 732 868中所述的整体阴影掩模(integral shadow masking)、激光烧蚀和选择性化学气相沉积。

空穴注入层35可以由单一的有机或无机材料或者其混合物形成。空穴注入层可以分为若干层，各层可以由相同或不同材料构成。空穴注入材料可以起到改善后续有机层的成膜性和促进空穴注入空穴输送层的作用。适用于空穴注入层中的材料为缺电子材料，所述材料包括但不限于如美国专利第4,720,432号中所述的卟啉和酞菁化合物、膦嗪化合物和某些芳香胺化合物，此类芳香胺化合物是比常规空穴输送层材料(如N，N，N，N-四芳基联苯胺化合物)更强的电子供体。在另一有用的实施方式中，空穴注入层包含一种化合物和第二种材料，所述化合物结合有如EP 0891 121A1和EP 1 029 909A1中所教导的对苯二胺、二氢吩嗪、2，6-二氨基萘、2，6-二氨基蒽、2，6，9，10-四氨基蒽、苯氨基乙烯、N，N，N，N-四芳基联苯胺、单氨基化或多氨基化苝、单氨基化或多氨基化晕苯、多氨基化芘、单氨基化或多氨基化荧蒽、单氨基化或多氨基化

单氨基化或多氨基化蒽嵌蒽、单氨基化或多氨基化苯并菲或者单氨基化或多氨基化并四苯部分，而所述第二种材料包含含有N，N，N，N-四芳基联苯胺或N-芳基咔唑部分的胺化合物。

空穴注入层35可以包含如金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物等无机化合物、金属离子和有机配体的络合物以及过渡金属离子和有机配体的络合物。

适用于空穴注入层中的金属也可以包含如美国专利第6,208,075号中所述的等离子体沉积的氟碳聚合物(CF_x)、如美国专利第6,720,573B2号和美国公开专利申请第2004/113547A1号中所述的六氮杂苯并菲衍生物(上示结构D)等强氧化剂，或其它可以是有机的(如F₄TCNQ)或无机的(如氧化钼、FeCl₃或FeF₃)的强氧化剂。用于此目的的可用的六氮杂苯并菲衍生物为六氰基六氮杂苯并菲(上示结构E)。

虽然并非必须，但是空穴注入层也可以由两种组分构成：例如，上述有机材料之一(如胺化合物等)和与其掺杂的强氧化剂(如二吡嗪并[2，3-f：2′，3′-h]喹喔啉六腈、F₄TCNQ或FeCl₃)。

空穴输送层40可以包含可用于OLED器件中的任何空穴输送材料，它们的许多实例为本领域技术人员所已知。可以通过诸如从供体材料蒸发、溅射、化学气相沉积、电化学法、热传递或激光热传递等任何适当的方法来沉积所需要的空穴输送材料。公知可用在空穴输送层中的空穴输送材料包括如芳香叔胺等化合物，其中据认为芳香叔胺是含有至少一个仅与碳原子键合的三价氮原子的化合物，所述碳原子中的至少一个是芳环的组成部分。芳香叔胺的一种形式可以是芳基胺，如单芳基胺、二芳基胺、三芳基胺或多芳基胺。示例性的单体三芳基胺如Klupfel等在美国专利第3,180,730号中所说明。Brantley等在美国专利第3,567,450号和第3,658,520号中公开了其它合适的三芳基胺，所述三芳基胺取代有一个或多个乙烯基和/或包含至少一个含有活性氢的基团。

更优选的一类芳香叔胺是如美国专利第4,720,432号和第5,061,569号中所描述的包含至少两个芳香叔胺部分的芳香叔胺。这些化合物包括由结构式F表示的化合物。

其中：

Q₁和Q₂是独立选择的芳香叔胺部分；并且

G为如亚芳基、环亚烷基或亚烷基等碳碳键连接基团。

这种芳香叔胺中的一类是四芳基二胺。理想的四芳基二胺包括经由亚芳基连接的两个二芳基氨基。可用的四芳基二胺包括由式G表示的化合物。

其中：

各Are是独立选择的亚芳基，如亚苯基或蒽部分；

n为1～4的整数；并且

Ar、R₇、R₈和R₉是独立选择的芳基。

前述结构式F和G的各烷基、亚烷基、芳基和亚芳基部分均可再被取代。典型的取代基包括烷基、烷氧基、芳基、芳氧基和如氟、氯和溴等卤素。各烷基和亚烷基部分通常含有1～6个碳原子。环烷基部分可以含有3～10个碳原子，但是通常含有5、6或7个碳原子，例如环戊基、环己基和环庚基环结构。芳基和亚芳基部分通常是苯基和亚苯基部分。可用的是，空穴输送主体材料为N，N，N′，N′-四芳基联苯胺，其中式G的Are表示亚苯基并且n等于2。

电子输送层55可以包含可用于OLED器件中的任何电子输送材料，它们的许多实例为本领域技术人员所已知。电子输送层55可以含有一种或多种金属螯合的类羟基喹啉化合物，包括羟基喹啉自身(其也常称作8-喹啉醇或8-羟基喹啉)的螯合物。此类化合物有助于注入和输送电子和表现高水平的性能，并容易以薄膜的形式制造。所考虑的类羟基喹啉化合物的实例为满足结构式H的那些化合物。

其中：

M表示金属；

n为1～3的整数；并且

Z在每次出现时独立地表示实现具有至少两个稠芳环的核的原子。

由上可知，金属可以是一价、二价或三价金属。金属可以是例如碱金属，如锂、钠或钾；碱土金属，如镁或钙；或者土金属，如硼或铝。通常，可以使用已知为可用的螯合金属的任何一价、二价或三价金属。

Z实现含有至少两个稠芳环的杂环核，所述稠芳香环中至少有一个是唑环或吖嗪环。如果需要，可以将额外的环(包括脂肪族环和芳环)与这两个必需的环稠合。为避免增加分子体积而不改善功能，环原子的数量通常保持为18以下。

可用的螯合的类羟基喹啉化合物的实例如下：

CO-1：三羟基喹啉铝(Aluminum trisoxine)[别名：三(8-羟基喹啉)铝(III)]；

CO-2：二羟基喹啉镁[别名：二(8-羟基喹啉)镁(II)]；

CO-3：二[苯并{f}-8-羟基喹啉]锌(II)；

CO-4：二(2-甲基-8-羟基喹啉)铝(III)-μ-氧-二(2-甲基-8-羟基喹啉)铝(III)；

CO-5：三羟基喹啉铟[别名：三(8-羟基喹啉)铟]；

CO-6：三(5-甲基羟基喹啉)铝[别名：三(5-甲基-8-羟基喹啉)铝(III)]；

CO-7：羟基喹啉锂[别名：(8-羟基喹啉)锂(I)]；

CO-8：羟基喹啉镓[别名：三(8-羟基喹啉)镓(III)]；和

CO-9：羟基喹啉锆[别名：四(8-羟基喹啉)锆(IV)]。

其它电子输送材料包括如美国专利第4,356,429号中所公开的各种丁二烯衍生物和如美国专利第4,539,507号中所描述的各种杂环光学增白剂。氮茚、噁二唑、三唑、吡啶噻二唑、三嗪、菲咯啉衍生物和一些噻咯(silole)衍生物也是可用的电子输送材料。已知可用作电子输送材料的具有取代基的1，10-菲咯啉化合物公开于JP2003/115387；JP2004/311184；JP2001/267080和WO2002/043449中。

本文所示的实施方式包含5个有机发光层：蓝光发射层50b和51b、黄光发射层50y、绿光发射层51g和红光发射层51r。但本发明并不限于此构造。本领域已知有大量的发光层，可将它们用在本发明中。所述发光层可以包含红光发射层、黄光发射层、绿光发射层、蓝光发射层或它们的组合。发光层(如本文所述的发光层)响应于空穴-电子重组而发光。可以通过诸如由供体材料蒸发、溅射、化学气相沉积、电化学加工或者辐射热传递等任何适当的方法来沉积所需要的有机发光材料。本发明中的发光层包含一种或多种主体材料，所述主体材料掺杂有一种或多种发光客体化合物或掺杂物，其中发光主要来自掺杂物。可选择掺杂物以产生具有特定光谱的色光和拥有其它理想性质。掺杂物通常以0.01重量％～15重量％的比例涂布在主体材料中。

发光层可以包含蒽主体，理想的是9，10-二芳基蒽，已知它的某些衍生物(式I)构成了一类能够支持电致发光的有用的主体材料，并且特别适于波长长于400nm的发光，例如蓝光、绿光、黄光、橙光或红光：

其中，R¹、R²、R³和R⁴表示在各环上的一个或多个取代基，各取代基各自选自以下组：

组1：氢或具有1～24个碳原子的烷基；

组2：具有5～20个碳原子的芳基或具有取代基的芳基；

组3：实现蒽基、芘基或苝基的稠芳环所必需的4～24个碳原子；

组4：实现呋喃基、噻吩基、吡啶基、喹啉基或其它杂环体系的稠杂芳环所必需的具有5～24个碳原子的杂芳基或具有取代基的杂芳基；

组5：具有1～24个碳原子的烷氧基氨基、烷基氨基或芳基氨基；和

组6：氟或氰基。

特别可用的是下述化合物，其中，R¹和R²(在一些情况下R³和R⁴)表示额外的芳环。

如芳香叔胺(例如上示结构F和G)等某些空穴输送材料和如螯合的类羟基喹啉化合物(例如上示结构H)等某些电子输送材料也可用作主体或共主体材料。

除了上述主体材料之外，发光层还包含一种或多种掺杂物作为第一发光材料。红光发射掺杂物可以包括具有以下结构J的二茚并苝化合物：

其中：

X₁～X₁₆独立地选作氢或下述取代基，所述取代基包括：具有1～24个碳原子的烷基；具有5～20个碳原子的芳基或具有取代基的芳基；实现一个或多个稠芳环或环体系的含有4～24个碳原子的烃基；或卤素，条件是选择这些取代基以使最大发射在560nm～640nm。

可用的此类红色掺杂物的说明性实例如Hatwar等在美国专利第7,247,394号中所示，本文通过援引并入其公开内容。

一些其它红色掺杂物属于由式K表示的DCM类染料：

其中，Y₁～Y₅表示一个或多个独立选自以下基团的基团：氢、烷基、具有取代基的烷基、芳基或具有取代基的芳基；Y₁～Y₅独立地包含非环基团或者可以成对地结合以形成一个或多个稠环；条件是Y₃和Y₅不会共同形成稠环。特别可用的DCM类掺杂物的结构如Ricks等在美国专利第7,252,893号中所示，本文通过援引并入其公开内容。

黄光发射掺杂物可以包括具有以下结构的化合物：

其中A₁～A₆和A’₁～A’₆表示在各环上的一个或多个取代基，并且其中每个取代基各自选自以下类别之一：

类别1：氢或具有1～24个碳原子的烷基；

类别2：具有5～20个碳原子的芳基或具有取代基的芳基；

类别3：实现稠芳环或环体系的含有4～24个碳原子的烃基；

类别4：诸如噻唑基、呋喃基、噻吩基、吡啶基、喹啉基或者其它杂环体系等具有5～24个碳原子的杂芳基或具有取代基的杂芳基，这些杂芳基或具有取代基的杂芳基通过单键相连或实现稠杂芳环体系；

类别5：具有1～24个碳原子的烷氧基氨基、烷基氨基或芳基氨基；或

类别6：氟或氰基。

特别可用的黄色掺杂物的实例如Ricks等在美国专利第7,252,893号中所示。

绿光发射掺杂物可以包括喹吖啶酮化合物，例如具有以下结构的化合物：

其中，取代基R₁和R₂独立地为烷基、烷氧基、芳基或杂芳基；并且取代基R₃～R₁₂独立地为氢、烷基、烷氧基、卤素、芳基或杂芳基，并且相邻的取代基R₃～R₁₀可以在必要时连接形成一个或多个环体系(包括稠芳环和稠杂芳环)，条件是选择取代基以使最大发射在510nm～540nm。烷基、烷氧基、芳基、杂芳基、稠芳环和稠杂芳环取代基可以被进一步取代。可用的喹吖啶酮的一些实例包括美国专利第5,593,788号和美国公开专利申请第2004/0001969A1号中所公开的那些化合物。

可用的喹吖啶酮绿色掺杂物的实例包括：

绿光发射掺杂物也可以包括如下式所表示的2，6-二氨基蒽发光掺杂物：

其中，d₁、d₃～d₅和d₇～d₁₀可以相同或不同，并各自表示氢或独立选择的取代基，并且各h可以相同或不同，并各自表示一个或多个独立选择的取代基，条件是两个取代基可以组合形成环基，并且a～d独立地为0～5。

蓝光发射掺杂物可以包括具有结构P的二(吖嗪基)氮烯硼络合物：

其中：

A和A’表示独立的吖嗪环体系，所述吖嗪环体系对应于含有至少一个氮的六元芳环体系；

(X^a)_n和(X^b)_m表示一个或多个独立选择的取代基，并包括非环取代基，或者可以连接而形成与A或A’稠合的环；

m和n独立地为0～4；

Z^a和Z^b为独立选择的取代基；

1、2、3、4、1’、2’、3’和4’独立地选择为碳原子或氮原子；并且

条件是对X^a、X^b、Z^a和Z^b、1、2、3、4、1’、2’、3’和4’进行选择以提供蓝色发光。

Ricks等公开了上述类别的掺杂物的一些实例。理想的是，该类掺杂物在发光层中的浓度为0.1％～5％。

另一类蓝色掺杂物为苝类。特别可用的苝类蓝色掺杂物包括苝和四叔丁基苝(TBP)。

另一类蓝色掺杂物包括诸如二苯乙烯基苯、苯乙烯基联苯和二苯乙烯基联苯等苯乙烯基芳烃和二苯乙烯基芳烃的蓝色发光的衍生物，包括Helber等在美国专利第5,121,029号和美国公开专利申请第2006/0093856号中所述的化合物。在提供蓝色发光的这些衍生物中，在第二发光层52中特别可用的是取代有二芳基氨基的那些衍生物，本文将它们称为氨基苯乙烯基芳烃掺杂物。其实例包括：

具有下示通式结构Q1的二[2-[4-[N，N-二芳基氨基]苯基]乙烯基]苯：

具有下示通式结构Q2的[N，N-二芳基氨基][2-[4-[N，N-二芳基氨基]苯基]乙烯基]联苯：

和具有下示通式结构Q3的二[2-[4-[N，N-二芳基氨基]苯基]乙烯基]联苯：

在式Q1～Q3中，X₁～X₄可以相同或不同，并各自表示一个或多个取代基，如烷基、芳基、稠芳基、卤素或氰基。在一个优选实施方式中，X₁～X₄各自为烷基，各含有1～10个碳原子。Ricks等在美国专利第7,252,893号中公开了一种特别优选的此类蓝色掺杂物。

OLED器件10还可以包含其它层。例如，在阴极90与电子输送层55之间还可以存在电子注入层，如碱金属或碱土金属、碱金属卤化物盐、或碱金属或碱土金属掺杂的有机层。

现在参见图2，图2显示了本发明的串联OLED器件15的另一个实施方式的截面图。在该实施方式中，中间连接体85还包含非掺杂层65，所述非掺杂层65与n型掺杂层95接触且更靠近阳极30而非阴极90。非掺杂层65包含芳香烃衍生物，理想的是如上文针对结构I所描述的蒽衍生物。非掺杂层65还可以包含如上文针对结构A所描述的有机碱金属络合物。可用在非掺杂层65中的有机碱金属络合物的实例为羟基喹啉盐，例如8-羟基喹啉锂：

通过以下比较例，可以更好地理解本发明及其优点。实施例3～6是本发明的代表性实例，而实施例1和2是用于比较目的的非发明性串联OLED的实例。据描述为真空沉积的层通过在约10^-6托的真空下从受热的舟中蒸发而沉积。OLED层沉积之后，将各器件转移至干燥箱中以进行封装。OLED的发光面积为10mm²。通过在电极间施加20mA/cm²的电流来测试器件。实施例1～6的结果提供在表1中。

表1：在20mA/cm²测量的器件数据

实施例1(比较用)

1.在清洁的玻璃基板上通过溅射沉积氧化铟锡(ITO)而形成60nm厚的透明电极。

2.使用等离子体氧蚀刻剂处理如上制备的ITO表面。

3.通过真空沉积10nm厚的作为空穴注入层(HIL)的六氰基六氮杂苯并菲(CHATP)层来进一步处理如上制备的基板。

4.通过真空沉积150nm厚的作为空穴输送层(HTL)的4，4′-二[N-(1-萘基)-N-苯氨基]联苯(NPB)层来进一步处理如上制备的基板。

5.通过真空沉积20nm厚的黄光发射层来进一步处理如上制备的基板，所述黄光发射层包含48％的NPB(作为主体)和48％的作为共主体的9-(1-萘基)-10-(2-萘基)蒽(NNA)以及4％的橙黄光发射掺杂物二苯基四叔丁基红荧烯(PTBR)。

6.通过真空沉积30nm厚的蓝光发射层来进一步处理如上制备的基板，所述蓝光发射层包含91％的NNA主体和8％的NPB共主体及1％的作为蓝光发射掺杂物的BEP。

7.真空沉积40nm厚的n型掺杂有机层，所述有机层包含49％的4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(也称为二氮杂菲或Bphen)和49％的作为共主体的三(8-羟基喹啉)铝(III)(ALQ)及2％的Li金属。

8.通过真空沉积10nm厚的作为电子接受层的CHATP层来进一步处理如上制备的基板。

9.通过真空沉积10nm厚的作为空穴输送层(HTL)的NPB层来进一步处理如上制备的基板。

10.通过真空沉积20nm厚的红光发射层进一步处理如上制备的基板，所述红光发射层包含94.5％的NPB和5％的作为黄光发射掺杂物的PTBR及0.5％的作为红光发射掺杂物的二苯并{[f，f’]-4，4’，7，7’-四苯基}二茚并[1，2，3-cd：1’，2’，3’-lm]苝(TPDBP)。

11.通过真空沉积15nm厚的绿光发射层来进一步处理如上制备的基板，所述绿光发射层包含84.4％的2-苯基-9，10-二(2-萘基)蒽(PBNA)和15％的NPB及0.6％的作为绿光发射掺杂物的二苯基喹吖啶酮(DPQ)。

12.通过真空沉积20nm厚的蓝光发射层进一步处理如上制备的基板，所述蓝光发射层包含99％的PBNA主体和1％的作为蓝光发射掺杂物的BEP。

13.真空沉积35nm厚的混合电子输送层，所述混合电子输送层包含49％的Bphen、49％的作为共主体的ALQ及2％的Li金属。

14.向基板上蒸发沉积100nm厚的铝层，以形成阴极层。

实施例2(比较例)

如以上实施例1所述构造OLED器件，不同之处在于步骤7如下：

7.真空沉积40nm厚的n型掺杂有机层，所述有机层包含98％的作为主体的Bphen及2％的Li金属。

实施例3(发明例)

如以上实施例1所述构造OLED器件，不同之处在于步骤7如下：

7.真空沉积40nm厚的n型掺杂有机层，所述有机层包含98％的作为主体的2-(2-羟苯基)-1，10-菲咯啉(Li-HPP)及2％的Li金属。

实施例4(发明例)

如以上实施例1所述构造OLED器件，不同之处在于步骤7如下：

7.真空沉积40nm厚的n型掺杂有机层，所述有机层包含49％的Li-HPP、49％的作为共主体的ALQ及2％的Li金属。

实施例5(发明例)

如以上实施例1所述构造OLED器件，不同之处在于在步骤6之后加入以下步骤6a，并且步骤7如下：

6a.通过真空沉积30nm厚的PBNA的非掺杂层进一步处理如上制备的基板。

7.真空沉积10nm厚的n型掺杂有机层，所述有机层包含98％的作为主体的Li-HPP及2％的Li金属。

实施例6(发明例)

如以上实施例1所述构造OLED器件，不同之处在于在步骤6之后加入以下步骤6a，并且步骤7如下：

6a.通过真空沉积20nm厚的50％的PBNA和50％的8-羟基喹啉锂(LiQ)的非掺杂层进一步处理如上制备的基板。

7.真空沉积20nm厚的n型掺杂有机层，所述有机层包含98％的作为主体的Li-HPP及2％的Li金属。

这些实施例的测试结果显示在上表1中。

与对应的比较例相比，发明例显示出改善的亮度、发光效率和流明/瓦比率。多数还显示出改善的驱动电压，并有一些显示出改善的功率效率和量子效率。

零部件列表

10    OLED器件

15    OLED器件

20    基板

30    阳极

35    空穴注入层

38    电子接受层

40    空穴输送层

45    空穴输送层

50y   黄光发射层

50b   蓝光发射层

51r   红光发射层

51g   绿光发射层

51b   蓝光发射层

55    电子输送层

65    非掺杂层

70    电致发光单元

75    电致发光单元

80    中间连接体

85    中间连接体

90    阴极

95    n型掺杂有机层

Claims (11)

1.一种串联OLED器件，所述器件包含：

(a)阳极；

(b)阴极；

(c)至少两个设置在所述阳极与所述阴极之间的电致发光单元，其中各电致发光单元包含至少一个空穴输送层和一个有机发光层；和

(d)设置在相邻电致发光单元之间的中间连接体，其中所述中间连接体包含n型掺杂有机层和电子接受层，所述电子接受层设置得比所述n型掺杂有机层更靠近所述阴极，并且其中所述n型掺杂有机层包含碱金属和有机碱金属络合物，所述有机碱金属络合物为如下式A所示的有机锂化合物：

A(Li⁺)_m(Q)_n

其中：

Q为阴离子有机配体；并且

m和n为选择来为所述络合物提供中性电荷的独立选择的整数。

2.如权利要求1所述的串联OLED器件，其中，所述有机碱金属络合物包含菲咯啉衍生物。

3.如权利要求2所述的串联OLED器件，其中，所述碱金属为锂。

4.如权利要求3所述的串联OLED器件，其中，所述有机碱金属络合物包含锂。

5.如权利要求4所述的串联OLED器件，其中，所述n型掺杂有机层还包含不带电的菲咯啉衍生物。

6.如权利要求1所述的串联OLED器件，其中，所述有机碱金属络合物包含如下式所示的化合物：

7.如权利要求1所述的串联OLED器件，其中，所述中间连接体还包含非掺杂层，所述非掺杂层与所述n型掺杂有机层接触且相对于阴极而言更靠近阳极。

8.如权利要求7所述的串联OLED器件，其中，所述非掺杂层包含蒽衍生物。

9.如权利要求8所述的串联OLED器件，其中，所述非掺杂层还包含有机碱金属络合物。

10.如权利要求9所述的串联OLED器件，其中，所述非掺杂层中的所述有机碱金属络合物为羟基喹啉盐。

11.如权利要求1所述的串联OLED，其中，所述电子接受层包含六氮杂苯并菲衍生物。

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