CN101006594A

CN101006594A - 具有多层白色电致发光元件的白色有机发光二极管

Info

Publication number: CN101006594A
Application number: CNA2005800282863A
Authority: CN
Inventors: L·-S·廖; T·K·哈特瓦; K·P·克卢贝克; C·W·唐
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Global OLED Technology LLC
Priority date: 2004-08-20
Filing date: 2005-08-08
Publication date: 2007-07-25
Anticipated expiration: 2025-08-08
Also published as: WO2006023322A1; US20060040132A1; EP1787316A1; TW200621071A; CN100550465C; KR101134412B1; JP4824686B2; JP2008511100A; US7273663B2; KR20070043014A; EP1787316B1

Abstract

一种串联白色OLED器件，包括阳极、阴极和设置在阳极与阴极之间的多个有机电致发光元件，其中每个有机电致发光元件包括至少一个发光层，并且其中每个有机电致发光元件发射白光。该器件还包括设置在每个相邻的有机电致发光元件之间的中间连接器，其中该中间连接器包括至少两个不同的层，并且该中间连接器不直接连接外部电源。

Description

具有多层白色电致发光元件的白色有机发光二极管

发明领域

本发明涉及提供多个白色有机电致发光(EL)元件以形成串联白色有机电致发光器件。

发明背景

有机发光二极管器件，也称为OLED器件，通常包括基材、阳极、空穴传输层(HTL)、发光层(LEL)、电子传输层(ETL)和阴极。OLED器件是吸引人的，因为其驱动电压低、照度高、视角宽以及可以用于全色平面发射显示器和用于其它应用。Tang等人在其美国专利4,769,292和4,885,211中描述了这种多层OLED器件。

OLED器件可以发射不同的颜色，例如红色、绿色、蓝色或白色，取决于其LEL的发射性能。对于基本上在光谱的红色、绿色和蓝色部分发射的并且通常具有约(0.33，0.33)的1931 CommissionInternationale d′Eclairage(CIE)色度坐标(CIEx，CIEy)的白光OLED(或白色OLED)器件存在巨大需求。白色OLED器件可以用于固态光源以及用于全色显示器。作为固态光源，白色OLED器件通常需要具有极亮发射的性能。作为全色显示阵列中的发射像元，白色OLED器件同样需要高亮度，因为观察者感知到的最终色彩受到使初始发射强度降低约三分之二(2/3)的相应滤色元件的限制。为了得到与使用红色、绿色和蓝色OLED作为发射元件的全色显示器的亮度相同的观察亮度，白色OLED必须在更高电流密度下驱动。但是，当在高电流密度下驱动时，OLED器件将迅速退化。虽然白色OLED器件已经实现高亮度，例如由J.Shi等人在US5,683,823，Sato等人在JP07-142169，Kido等人在“White light-emitting organicelectroluminescent devices using the poly(N-vinylcarbazole)emitterlayer doped with three fluorescent dyes”，Applied Physics Letters，64，815(1994)，Deshpande等人在“White light-emitting organicelectroluminescent devices based on interlayer sequential energytransfer”，Applied Physics Letters，75，888(1999)，和Tokito等人在“High-effciency white phosphorescent organic light-emitting deviceswith greenish-blue and red-emitting layers”，Applied Physics Letters，83，2459(2003)中报告的，但是仍然需要更进一步的改进。

最近，称为串联OLED(或层叠OLED或级联OLED)的新类型OLED结构也已由Jones等人在US6,337,492，Tanaka等人在US6,107,734，Kido等人在JP 2003045676A和US2003/0189401A1，以及Liao等人在US6,717,358和US2003/0170491A1中提出或制造，其是由若干单个OLED纵向层叠制造并由单一电源驱动的。例如，Tanaka等人，US6,107,734说明使用In-Zn-O(IZO)薄膜或Mg:Ag/IZO薄膜作为中间连接器，并得到来自纯三(8-羟基喹啉)铝发射层的10.1cd/A的发光效率的3-EL元件串联OLED。Matsumoto等人，“Multiphoton Organic EL Device having Charge GenerationLayer”，SID 03 Digest，979(2003)，制造了3-EL元件串联OLED，使用In-Sn-O(ITO)薄膜或V₂O₅薄膜作为中间连接器，并得到来自荧光染料掺杂的发射层的高达48cd/A的发光效率。Liao等人，“High-efficiency tandem organic light-emitting diodes”，Applied PhysicsLetters，84，167(2004)，说明了一种3-EL元件串联OLED，使用掺杂的有机“p-n”结层作为中间连接器，并得到来自发磷光染料掺杂的发射层的136cd/A的发光效率。

白色OLED器件的性能可以通过使用上述串联OLED器件结构加以改善。例如，Matsumoto等人，在“Multiphoton Organic EL Devicehaving Charge Generation Layer”，SID 03 Digest，979(2003)的图8中说明可以通过在器件中连接蓝绿色EL元件和橙色EL元件构成串联白色OLED器件，并且可以通过用单一电源驱动该器件实现白光发射。Liao等人在US2003/0170491A1的图7中提出，通过在器件中以串联形式连接红色EL元件、绿色EL元件和蓝色EL元件，构成串联白色OLED。当串联白色OLED由单一电源驱动时，可以通过来自红色、绿色和蓝色EL元件的光谱组合形成白光发射。

但是，现有技术仅仅教导如何使用多层EL元件构成串联白色OLED器件，每个元件具有不同的基色发射，即具有来自每个EL元件的红色、绿色或蓝色发射。对于这种构造，白色将随时间发生变化，因为每个EL元件在操作过程中具有不同的退化行为。此外，器件制造将更加复杂并且更耗时，因为每个EL元件具有不同的层结构。

发明概述

本发明中，使用多个白色EL元件构成串联白色OLED器件，并仅使用单一电源驱动该器件。

本发明的一个目的是制造具有高发光效率和高亮度的白色OLED器件。

本发明的另一个目的是制造具有改善的寿命的串联白色OLED器件。

本发明的另一目的是制造具有改善的颜色稳定度的串联白色OLED器件。

本发明另外的目的是制造具有相对简单的制造步骤的串联白色OLED器件。

这些目的由包括以下元件的串联白色OLED器件实现：

a)阳极；

b)阴极；

c)设置在阳极与阴极之间的多个有机电致发光元件，其中每个有机电致发光元件包括至少一个发光层，并且其中每个有机电致发光元件发射白光；和

d)设置在每个相邻的有机电致发光元件之间的中间连接器，其中该中间连接器包括至少两个不同的层，并且其中该中间连接器不直接连接外部电源。

本发明的一个优点为用串联结构制造的白色OLED器件可以具有高发光效率和高亮度。因此，当该器件在较低电流密度下驱动同时保持相同的所需亮度时，其具有更长的寿命。

本发明的另一个优点为颜色稳定度得到改善。

本发明的又一个优点为器件制造得到简化。

附图简述

图1描绘了具有不同发射颜色的两个EL元件的现有技术串联白色OLED器件的示意性剖视图；

图2描绘了具有不同发射颜色的三个EL元件的另一种现有技术串联白色OLED器件的示意性剖视图；

图3描绘了根据本发明的具有由N-1个中间连接器串联连接的N个(N＞1)白色EL元件的串联白色OLED器件的示意性剖视图；

图4描绘了根据本发明的具有由一个中间连接器串联连接的两个白色EL元件的特定串联白色OLED器件的示意性剖视图；

图5描绘了根据本发明的在串联白色OLED器件中包括三个发光层的电致发光元件的示意性剖视图；

图6描绘了根据本发明的在串联白色OLED器件中包括两个发光层的另一种电致发光元件的示意性剖视图；

图7描绘了根据本发明的在串联白色OLED器件中包括一个发光层的另一种电致发光元件的示意性剖视图；

图8描绘了根据本发明的在串联白色OLED器件中具有n型掺杂有机层和p型掺杂有机层的中间连接器的示意性剖视图；

图9描绘了根据本发明的在串联白色OLED器件中具有n型掺杂有机层、金属化合物层和p型掺杂有机层的另一种中间连接器的示意性剖视图；

图10描绘了根据本发明的在串联白色OLED器件中具有n型掺杂有机层、高功函金属层和p型掺杂有机层的另一种中间连接器的示意性剖视图；

图11描绘了根据本发明的在串联白色OLED器件中具有n型掺杂有机层和金属化合物层的另一种中间连接器的示意性剖视图；

图12描绘了根据本发明的在串联白色OLED器件中具有n型掺杂有机层、高功函金属层和金属化合物层的另一种中间连接器的示意性剖视图；

图13描绘了根据本发明的在串联白色OLED器件中具有低功函金属层和金属化合物层的另一种中间连接器的示意性剖视图；

图14描绘了根据本发明的在串联白色OLED器件中具有低功函金属层、高功函金属层和金属化合物层的另一种中间连接器的示意性剖视图；

图15描绘了根据本发明的在串联白色OLED器件中具有n型无机半导体层和金属化合物层的另一种中间连接器的示意性剖视图；

图16描绘了根据本发明的在串联白色OLED器件中具有n型无机半导体层、高功函金属层和金属化合物层的另一种中间连接器的示意性剖视图；

图17为实施例1和2的电致发光光谱图；

图18为实施例1和2的发光效率对电流密度图；

图19为实施例3和4的电致发光光谱图；和

图20为实施例3和4的发光效率对电流密度的图。

应理解图1-16不是按比例的，因为单个层过薄以及各层的厚度差别过大，以至不能按比例描绘。

发明详述

在此解释将用于以下说明书中的若干术语。术语“全色”用来描述处于可见光谱的红色、绿色和蓝色区域中的发射颜色。红色、绿色和蓝色构成三原色，由它们可以通过适当混合产生其它颜色。术语“白色”用来描述来自可见光谱的红色、绿色和蓝色部分的混合色，其中白色具有约CIEx＝0.33和CIEy＝0.33的Commission Internationale del′Eclairage(CIE)坐标。“白光”为由用户感知为具有白色的光线，或者具有足以用于与滤色片一起再产生用于全色显示器应用的红色、绿色和蓝色的发射光谱的光线。(虽然在一些情况下约0.33，0.33的CIEx，CIEy坐标可能是理想的，但是实际坐标可能显著变化并且仍然是非常有用的)。术语“像元”在其公认应用领域中用于表示可以受激而独立发光的显示板区域。术语“n型掺杂有机层”表示掺杂之后该有机层具有半导电性能，并且经过该层的电流基本上由电子载送。术语“p型掺杂有机层”表示掺杂之后该有机层具有半导电性能，并且经过该层的电流基本上由空穴载送。“高功函金属”定义为具有不小于4.0eV功函的金属。同样，“低功函金属”定义为具有小于4.0eV功函的金属。

为了理解本发明中包括多个白色EL元件的串联白色OLED器件的构成和性能，将参考图1和2描述现有技术的串联白色OLED器件。

图1示出现有技术的串联白色OLED器件100。该串联白色OLED器件具有阳极110和阴极140。设置在阳极和阴极之间的是一个蓝色EL元件120.1(第一EL元件-蓝色)和一个红色EL元件120.2(第二EL元件-红色)。这两个有机EL元件用称为电荷产生层130.1(CGL)，例如V₂O₅或氧化铟锡的一个层作为中间连接器彼此串联层叠和连接。当串联白色OLED器件100经过电导体160外部连接到具有正向偏压的电压/电流源150，使得阳极110相对于阴极140处于更加正电势时，第一EL元件和第二EL元件分别发射蓝光和红光。观察者于是可以感知来自该器件的一个透明电极的白色。白色为红光和蓝光的组合。

图2示出另一种现有技术的串联白色OLED器件200。该串联白色OLED器件具有阳极110和阴极140。设置在阳极和阴极之间的是一个蓝色EL元件220.1(第一EL元件-蓝色)、一个绿色EL元件220.2(第二EL元件-绿色)和一个红色EL元件220.3(第三EL元件-红色)。这三个有机EL元件分别使用两个中间连接器230.1(第一连接器)和230.2(第二连接器)彼此串联层叠和连接。当串联白色OLED器件200经过电导体160外部连接到具有正向偏压的电压/电源150时，三个EL元件分别发射蓝光、绿色和红光。观察者于是可以感知来自该器件的一个透明电极的白色。白色为红光、绿光和蓝光的组合。

使用具有来自每个EL元件的不同基色发射的多层EL元件的串联白色OLED器件的结构是本领域公知的。因为来自蓝色EL元件的蓝色发射通常比来自其它EL元件的其它颜色发射更快退化，导致持续的色移，所以现有技术的串联白色OLED器件难以保持初始的白色。此外，因为每个EL元件具有不同的层状结构用于不同的颜色发射，所以制造这种串联OLED器件需要更多的蒸发源和更长的时间。

现在参看图3，示出了本发明的串联白色OLED器件300的剖视图。这种串联白色OLED器件具有阳极110和阴极140，其中至少一个是透明的。设置在阳极和阴极之间的是N个白色有机EL元件320.x，其中N和x为大于1的整数，同时x为小于或等于N的可变量。彼此以及与阳极和阴极串联层叠和连接的这些白色有机EL元件表示为320.1到320.N，其中320.1为第一EL元件(与阳极相邻)，320.N为第N元件(与阴极相邻)。术语EL元件320.x表示本发明中从320.1到320.N命名的任一EL元件。设置在任何两个相邻白色有机EL元件之间的是中间连接器(或连接器)330.x。总共存在N-1个与N个白色有机EL元件相联系的中间连接器，以及它们表示为330.1到330.(N-1)。中间连接器330.1设置在白色有机EL元件320.1和320.2之间，中间连接器330.2设置在白色有机EL元件320.2和下一个EL元件之间，以及中间连接器330.(N-1)设置在白色有机EL元件320.(N-1)和320.N之间。术语中间连接器330.x表示本发明中从330.1到330.(N-1)命名的任一连接器。串联白色OLED器件300经过电导体160外部连接到电压/电源150。

串联白色OLED器件300通过在一对接触电极、阳极110和阴极140之间施加由电压/电源150产生的电势运转。在正向偏压下，该外部施加的电势按这些元件每个的电阻的比例在N个白色有机EL元件中间分配。穿过串联白色OLED器件的电势引起空穴(正载荷子)从阳极110注入进第一白色有机EL元件320.1，以及电子(负载荷子)从阴极140注入进第N白色有机EL元件320.N。同时，电子和空穴在每个中间连接器(330.1-330.(N-1))中产生和脱离。由此在例如中间连接器330.(N-1)中产生的电子朝阳极喷射并注入进相邻的白色有机EL元件320.(N-1)。同样，在中间连接器330.(N-1)中产生的空穴朝阴极喷射并注入进相邻的白色有机EL元件320.N。随后，这些电子和空穴在其相应的白色有机EL元件中重组产生通过透明电极或OLED器件的电极观察到的白色光。

图4中示出的是具有两个白色有机EL元件和一个中间连接器的简化的串联白色OLED器件400，其是图3中当N等于2的情况。

串联白色OLED器件300中的每个白色有机EL元件能够支持空穴传输、电子传输和电子-空穴重组以产生光线。每个白色有机EL元件可以包括多个层。有许多本领域已知的白色有机EL多层结构可以用作本发明的白色有机EL元件。这些包括HTL/(LEL或LELs)/ETL、空穴注入层(HIL)/HTL/(LEL或LELs)/ETL、HIL/HTL/(LEL或LELs)/ETL/电子注入层(EIL)、HIL/HTL/电子阻挡层或空穴阻挡层/(LEL或LELs)/ETL/EIL、HIL/HTL/(LEL或LELs)/空穴阻挡层/ETL/EIL。串联白色OLED器件中的每个白色有机EL元件可以具有与其它白色有机EL元件相同或不同的层状结构，条件是每个EL元件产生白色光。与阳极相邻的第一白色有机EL元件的层状结构优选为HIL/HTL/(LEL或LELs)/ETL，与阳极相邻的第N白色有机EL元件的层状结构优选为HTL/(LEL或LELs)/ETL/EIL，以及其它白色有机EL元件的层状结构优选为HTL/(LEL或LELs)/ETL。但是，在考虑制造简便化的情况下，优选的是串联白色OLED器件中的每个白色有机EL元件具有相同的层状结构。在一些情况下，当与ETL相邻的LEL的厚度大于20nm时，ETL可以由EIL完全替代，并且EIL于是起支持电子注入和电子传输的作用。

考虑串联白色OLED器件300中特定白色有机EL元件中的LELs的数目，LELs的数目通常可以从3变到1。因此，白色有机EL元件可以包括至少一个HTL和三个LELs，其中每个LELs具有不同的发射颜色。白色有机EL元件也可以包括至少一个HTL和两个LELs，其中每个LELs具有不同的发射颜色。白色有机EL元件也可以包括至少一个HTL和一个具有白色发射的LEL。图5(EL元件520)示出本发明串联白色OLED器件300中EL元件320.x的一个实施方案，其中EL元件520具有HTL 521、第一LEL 522.1、第二LEL 522.2、第三LEL 522.3和ETL 523。图6(EL元件620)示出本发明串联白色OLED器件300中EL元件320.x的另一个实施方案，其中EL元件620具有HTL 521、第一LEL 522.1、第二LEL 522.2和ETL 523。图7(EL元件720)示出本发明串联白色OLED器件300中EL元件320.x的又一个实施方案，其中EL元件720具有HTL 521、第一LEL 522.1和ETL 523。每个EL元件中的LELs可以具有相同或不同的发射颜色，条件是每个EL元件产生白色光。

白色有机EL元件中的有机层可以由均为本领域已知的小分子OLED材料(或非聚合的)或聚合的LED材料或其组合形成。串联白色OLED器件中每个白色有机EL元件中的相应有机层可以使用与其它相应有机层的材料相同或不同的材料形成。

用于构成白色有机EL元件的材料可以为与用于构成由现有技术公开的常规白色OLED器件的材料相同的材料，现有技术例如US2002/0025419A1，US5,683,823、5,503,910、5,405,709、5,283,182，EP1187235，EP1182244和JP07-142169。

白色有机EL元件的每个LEL包括发光材料，其中作为在该区域中电子-空穴对重组的结果产生电致发光。也可能的是在一个LEL中的重组通过能量转移过程在另一个LEL中产生发光。当LELs可以由单一材料组成时，它们更通常包括掺杂有客体化合物或掺杂剂的主体材料，其中光发射基本上来自掺杂剂。本发明的实践关注白色有机OLED器件中的此类主体/掺杂剂LELs。选择掺杂剂以产生有色光线。掺杂剂通常选自高荧光染料或磷光染料，并且通常在主体材料中涂覆0.01到10wt％。

已知用于LELs中的主体和掺杂剂材料包括但不限于US4,768,292、5,141,671、5,150,006、5,151,629、5,405,709、5,484,922、5,593,788、5,645,948、5,683,823、5,755,999、5,928,802、5,935,720、5,935,721和6,020,078中公开的那些。

8-羟基喹啉的金属络合物和类似衍生物(式A)构成一类能够支持电致发光的可用主体化合物，并且特别适用于发射波长大于500nm的光线，例如绿色、黄色、橙色和红色光，

其中：

M表示金属；

n为1到4的整数；和

Z在每种情况下独立表示形成一个具有至少两个稠合芳环的核的原子。

从上文中很明显该金属可以为一价、二价、三价或四价金属。金属可以例如为碱金属，例如锂、钠或钾；碱土金属，例如镁或钙；土金属，例如铝或镓，或者过渡金属，例如锌或锆。可以使用已知将是可用的螯合金属的通常任何一价、二价、三价或四价金属。

Z形成一个含有至少两个稠合芳环的杂环核，该芳环的至少一个为吡咯或吖嗪环。如果需要，另外的环，包括脂族和芳环，可以与两个所需环稠合。为了避免没有改进功能反而使分子体积增加，环原子的数目通常保持在18或更少。

9，10-二-(2-萘基)蒽的衍生物(式B)构成另一类能够支持电致发光的可用主体，并且特别适用于发射波长大于400nm的光线，例如蓝色、绿色、黄色、橙色或红色光，

其中R¹、R²、R³、R⁴、R⁵和R⁶表示每个环上的一个或多个取代基，其中每个取代基可以分别选自以下基团：

组1：氢、1到24个碳原子的链烯基、烷基或环烷基；

组2：5到20个碳原子的芳基或取代芳基；

组3：形成诸如蒽基；芘基或苝基的稠合芳环所需的4到24个碳原子；

组4：形成呋喃基、噻吩基、吡啶基、喹啉基或其它杂环体系的稠合杂芳环所需的具有5到24个碳原子的杂芳基或取代杂芳基；

组5：1到24个碳原子的烷氧基氨基、烷基氨基或芳基氨基；和

组6：氟、氯、溴或氰基。

说明性实例包括9，10-二-(2-萘基)蒽和2-叔丁基-9，10-二-(2-萘基)蒽。其它蒽衍生物可以用作LEL中的主体，包括9，10-二[4-(2，2-二苯基-乙烯基)苯基]蒽的衍生物。

式(C)的单蒽衍生物也是一种可用的能够支持电致发光的主体材料，并且特别适用于发射波长大于400nm的光线，例如蓝色、绿色、黄色、橙色或红色光。式(C)的单蒽衍生物记载于2003年10月24日由Lelia Cosimbescu等人提交的题为“Electroluminescent Device WithAnthracene Derivative Host”的共同转让美国专利申请序列号10/693,121中，在此将其公开引入作为参考，

其中：

R₁-R₈为H；

R₉为不含具有脂族碳环单元的稠环的萘基；条件是R₉和R₁₀不同，并且不含胺和硫化合物。适当地，R₉为具有一个或多个其它稠环的取代萘基，使得其形成稠合的芳环体系，包括菲基、芘基、荧蒽、苝，或由一个或多个取代基取代，该取代基包括氟、氰基、羟基、烷基、烷氧基、芳氧基、芳基、杂环氧基、羧基、三甲基甲硅烷基，或者为两个稠环的未取代萘基。方便地，R₉为2-萘基，或在对位取代或未取代的1-萘基；和

R₁₀为不含具有脂族碳环单元的稠环的联苯基。合适的R₁₀为取代联苯基，使得其形成稠合芳环体系，包括但不限于萘基、菲基、苝基，或由一个或多个取代基取代，该取代基包括氟、氰基、羟基、烷基、烷氧基、芳氧基、芳基、杂环氧基、羧基、三甲基甲硅烷基，或者为未取代的联苯基。方便地，R₁₀为4-联苯、未取代的3-联苯或由另一种没有稠环的苯环取代以形成三联苯环体系的3-联苯，或2-联苯。特别有用的为9-(2-萘基)-10-(4-联苯)蒽。

吲哚衍生物(式D)构成另一类能够支持电致发光的可用主体，并且特别适用于发射波长大于400nm的光线，例如蓝色、绿色、黄色、橙色或红色光，

其中：

n为3到8的整数；

Z为O、NR或S；

R和R′分别为氢，1到24个碳原子的烷基，例如丙基、叔丁基、庚基等；5到20个碳原子的芳基或杂原子取代的芳基，例如苯基和萘基、呋喃基、噻吩基、吡啶基、喹啉基及其它杂环体系，或卤素，例如氯、氟，或形成稠合芳环所需的原子；并且每个吲哚单元可以存在高达4个R′基团；和

L为连接单元，包括烷基、芳基、取代烷基或取代芳基，其将多个吲哚共轭或非共轭连接在一起。

可用的吲哚的一个实例为2，2′，2″-(1，3，5-亚苯基)三-[1-苯基-1H-苯并咪唑]。

如US5,121,029中所述的二苯乙烯基亚芳基衍生物也可用作LEL的主体材料。

其它有机发光的主体材料可以为聚合物，例如聚亚苯基亚乙烯基衍生物、二烷氧基-聚亚苯基-亚乙烯基、聚对亚苯基衍生物和聚芴衍生物，如由Wolk等人在共同转让的美国专利6,194,119和其中列举的参考文献中教导的。

理想的荧光掺杂剂包括苝或苝衍生物、蒽衍生物、并四苯、氧杂蒽、红荧烯、香豆素、若丹明、喹吖啶酮、二氰基亚甲基吡喃化合物、噻喃化合物、聚次甲基化合物、吡喃_和噻喃_化合物、二苯乙烯基苯或二苯乙烯基联苯、二(吖嗪基)甲烷硼络合物和喹诺酮基化合物。

适合的发红光掺杂剂可以包括以下结构的二茚并苝化合物：

其中X₁-X₁₆独立地选为氢或形成红色发光的取代基。特别优选的二茚并苝掺杂剂为二苯并{[f，f′]-4，4′，7，7′-四苯基}二茚并-[1，2，3-cd：1′，2′，3′-lm]苝(TPDBP)。

用于本发明中的其它红色掺杂剂属于由以下表示的DCM类染料：

其中：

Y₁-Y₅表示独立选自氢、烷基、取代烷基、芳基或取代芳基的一种或多种基团；和

Y₁-Y₅独立地包括无环基团，或者成对连接以形成一个或多个稠环，条件是Y₃和Y₅不一起形成稠环。

在形成红色发光的一个有用的和方便的实施方案中，Y₁-Y₅独立地选自氢、烷基和芳基。

优选的DCM掺杂剂为

可用的红色掺杂剂也可以是也可单独作为红色掺杂剂的各种化合物的混合物。

发黄光掺杂剂可以包括以下结构的化合物：

或

其中A₁-A₆表示每个环上的一个或多个取代基，并且其中每个取代基分别地选自以下之一：

类别1：氢或1到24个碳原子的烷基；

类别2：5到20个碳原子的芳基或取代芳基；

类别3：形成稠合芳环或环系的含有4到24个碳原子的烃；

类别4：通过单键键合的，或者形成稠合杂芳环系的5到24个碳原子的杂芳基或取代杂芳基，例如噻唑基、呋喃基、噻吩基、吡啶基、喹啉基或其它杂环体系；

类别5：1到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、氯、溴或氰基。

特别有用的黄色掺杂剂的实例包括5，6，11，12-四苯基并四苯(红荧烯)；6，11-二苯基-5，12-二(4-(6-甲基-苯并噻唑-2-基)苯基)并四苯(DBzR)和5，6，11，12-四(2-萘基)-并四苯(NR)。

适合的黄色掺杂剂也可以是也可单独作为黄色掺杂剂的各种化合物的混合物。

发蓝光掺杂剂可以包括苝或其衍生物，具有一个或多个芳基胺取代基的二苯乙烯基苯或二苯乙烯基联苯的发射蓝色衍生物，或以下结构的化合物：

其中：

A和A′表示对应于含有至少一个氮的6元芳环体系的独立吖嗪环系；

(X^a)_n和(X^b)_m表示一个或多个独立选择的取代基，并且包括无环取代基，或者连接形成与A或A′稠合的环；

m和n独立地为0到4；

Z^a和Z^b独立地为选定取代基；

1、2、3、4、1′、2′、3′和4′独立地选为碳或氮原子；和

条件是选择X^a、X^b、Z^a和Z^b，1、2、3、4、1′、2′、3′和4′以形成蓝色发光。

另一种特别有用种类的蓝色掺杂剂包括诸如二苯乙烯基苯和二苯乙烯基联苯之类的二苯乙烯基芳烃的发射蓝色衍生物，包括US5,121,029中所述的化合物。形成蓝色发光的二苯乙烯基芳烃的衍生物中，特别有用的是用二芳基胺基基团，也称为二苯乙烯基胺，取代的那些。实例包括二[2-[4-[N，N-二芳基胺]苯基]乙烯基]-苯和二[2-[4-[N，N-二芳基胺]苯基]乙烯基]联苯。

特别优选的这类蓝色掺杂剂为1，4-二[2-[4-[N，N-二(对甲苯基)氨基]苯基]乙烯基]苯(BDTAPVB)。

可以选择每个白色有机EL元件以便改善性能或实现所需特性，例如通过OLED多层结构的光透射率、驱动电压、发光效率、可制造性、器件稳定性等。串联白色OLED器件中白色有机EL元件的数目基本上等于或大于2。优选，串联白色OLED器件中白色有机EL元件的数目为使得单元中的发光效率cd/A得到改善或达到最大值。对于光源应用，白色有机EL元件的数目可以根据电源的最高电压测定。

为了降低串联白色OLED器件的驱动电压，理想的是使每个白色有机EL元件尽可能的薄，而不损害电致发光效率。优选的是每个白色有机EL元件厚度小于500nm，更优选其厚度为2-250nm。同样优选的是白色有机EL元件中的每层厚度为200nm或更小，更优选为0.1-100nm。同样优选的是白色有机EL元件中每个LEL的厚度为5nm到50nm。

为了串联白色OLED器件有效工作，必要的是中间连接器应提供有效的载荷子注入相邻的白色有机EL元件。由于电阻率比有机材料的电阻率低，所以金属、金属化合物或其它无机化合物可以有效的用于载荷子注入。但是，低电阻率可能引起低薄膜电阻，导致像元串扰。如果穿过相邻像元引起像元串扰的横向电流限制在小于10％的用于驱动一个像元的电流，那么中间连接器的横向电阻(R_ic)应至少为串联白色OLED器件电阻的8倍。通常，常规OLED的两个电极之间的静态电阻为约几kΩ，并且串联白色OLED器件在两个电极之间将具有约10kΩ或几10kΩ的电阻。因此R_ic应大于100kΩ。设想每个像元之间的间距小于一个正方，那么中间连接器的薄膜电阻于是应大于100kΩ每平方(横向电阻等于薄膜电阻乘以平方数)。因为薄膜电阻通过电阻率和薄膜厚度加以确定(薄膜电阻等于薄膜电阻率除以薄膜厚度)，所以当构成中间连接器的各层选自具有低电阻率的金属、金属化合物或其它无机化合物时，如果各层足够的薄，仍然可以得到大于100kΩ每平方的中间连接器的薄膜电阻。如果有机材料用于构成中间连接器，因为其电阻足够高，那么将没有像元串扰。但是，纯有机层不能促进中间连接器中的载荷子注入或载荷子产生。因此，具有改善的半导体性能的掺杂有机层可以用作中间连接器。

串联白色OLED器件有效工作的另一个要求为构成白色有机EL元件和中间连接器的各层的光学透明度可能的高，以使白色有机EL元件中产生的辐射可以射出器件。根据简单计算，如果每个中间连接器的光学透射为70％的发射光，那么串联白色OLED器件将不具有很大的好处，因为当与常规器件相比时，不管在串联白色OLED器件中存在多少EL元件，电致发光效率也不可能加倍。构成白色有机EL元件的各层对于由EL元件产生的辐射通常为光学透明的，并且因此其透明度通常不影响串联白色OLED器件的构成。如已知的，金属、金属化合物或其它无机化合物可能具有低透明度。但是，当构成中间连接器的各层选自金属、金属化合物或其它无机化合物时，如果各层足够的薄，那么仍然可以得到高于70％的光学透射。优选，中间连接器在可见光谱区中具有至少75％的光学透射。

因此，相邻的白色有机EL元件之间配备的中间连接器是关键的，因为需要其供给有效的电子和空穴注入相邻的白色有机EL元件，而不引起像元串扰并且不损害光学透明度。图8到图16示出的是本发明中中间连接器的典型实施方案，其中设置在每个相邻的有机EL元件之间的中间连接器包括不直接连接到外部电源的至少两个不同的层。中间连接器中这两个或多于两个不同的层可以由所有有机材料，或部分有机材料，或所有无机材料组成，条件是它们具有有效的载荷子注入和有效的光学透明度。图8中示出的是中间连接器830，包括与在前的有机EL元件的ETL相邻设置的n型掺杂有机层831和在该n型掺杂有机层831之上设置的p型掺杂有机层832。图9中示出的是中间连接器930，依次包括与在前的有机EL元件的ETL相邻设置的n型掺杂有机层831，金属化合物层933，和p型掺杂有机层832。图10中示出的是中间连接器1030，依次包括与在前的有机EL元件的ETL相邻设置的n型掺杂有机层831，高功函金属层1034，和p型掺杂有机层832。图11中示出的是中间连接器1130，包括与在前的有机EL元件的ETL相邻设置的n型掺杂有机层831和在该n型掺杂有机层831之上设置的金属化合物层933，其中该中间连接器具有高于100kΩ每平方的薄膜电阻。图12中示出的是中间连接器1230，依次包括与在前的有机EL元件的ETL相邻设置的n型掺杂有机层831，高功函金属层1034，和金属化合物层933，其中该中间连接器具有高于100kΩ每平方的薄膜电阻。图13中示出的是中间连接器1330，包括与在前的有机EL元件的ETL相邻设置的低功函金属层1335和在该低功函金属层1335之上设置的金属化合物层933，其中该中间连接器具有高于100kΩ每平方的薄膜电阻。图14中示出的是中间连接器1430，依次包括与在前的有机EL元件的ETL相邻设置的低功函金属层1335，高功函金属层1034，和金属化合物层933，其中该中间连接器具有高于100kΩ每平方的薄膜电阻。图15中示出的是中间连接器1530，包括与在前的有机EL元件的ETL相邻设置的n型无机半导体层1536和在该n型无机半导体层1536之上设置的金属化合物层933，其中该中间连接器具有高于100kΩ每平方的薄膜电阻。图16中示出的是中间连接器1630，依次包括与在前的有机EL元件的ETL相邻设置的n型无机半导体层1536，高功函金属层1034，和金属化合物层933，其中该中间连接器具有高于100kΩ每平方的薄膜电阻。此外，在串联白色OLED器件中，每个中间连接器可以具有相同或不同的层状结构。

上述中间连接器中的n型掺杂有机层831包含至少一种有机主体材料和一种n型掺杂剂，其中该有机主体材料能够支持电子传输。用于常规OLED器件的有机电子传输材料表示一类可用于n型掺杂有机层的主体材料。优选材料为金属螯合的8-羟基喹啉类化合物(oxinoidcompounds)，包括喔星本身(通常也称为8-喹啉醇或8-羟基喹啉)，例如三(8-羟基喹啉)铝(Alq)的螯合物。其它材料包括如由Tang(US4,356,429)公开的各种丁二烯衍生物、如由Van Slyke and Tang等人(US4,539,507)公开的各种杂环光学增亮剂、三嗪、羟基喹啉衍生物、吲哚衍生物和菲咯啉衍生物。噻咯(Silole)衍生物，例如2，5-二(2′，2″-二吡啶-6-基)-1，1-二甲基-3，4-二苯基硅杂环戊二烯也可用作有机主体材料。上述材料的组合也可用于形成n型掺杂有机层。更优选，n型掺杂有机层831中的有机主体材料包括Alq，4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(Bphen)，2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(BCP)，2，2′-[1，1′-联苯]-4，4′-二基二[4，6-(对甲苯基)-1，3，5-三嗪](TRAZ)或其组合。

n型掺杂有机层831中的n型掺杂剂包括碱金属、碱金属化合物、碱土金属或碱土金属化合物或其组合。术语“金属化合物”包括有机金属配合物、金属有机物盐和无机盐、氧化物和卤化物。含金属n型掺杂剂种类中，Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、La、Ce、Sm、Eu、Tb、Dy或Yb及其化合物是特别有用的。在掺杂有机连接器的n型掺杂有机层中用作n型掺杂剂的材料还包括具有强给电子性能的有机还原剂。“强给电子性能”表示有机掺杂剂将能够给予主体至少一定电荷，与主体形成电荷传输络合物。有机分子的非限制性实例包括二(亚乙基二硫代)-四硫富瓦烯(BEDT-TTF)、四硫富瓦烯(TTF)及其衍生物。在聚合主体的情况下，掺杂剂可以为任一种上述材料或者也可以为以分子分散的或与主体共聚的作为微量组分的材料。优选，n型掺杂有机层831中的n型掺杂剂包括Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、La、Ce、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy或Yb及其组合。n型掺杂浓度优选为0.01-20体积％。n型掺杂有机层的厚度通常小于150nm，以及优选为约1到100nm。

在中间连接器中存在n型掺杂有机层831的情况下，并非必要的是在相邻的白色有机EL元件中使用EIL，因为这种n型掺杂有机层831可以促进电子注入相邻的白色有机EL元件和中间连接器。

上述中间连接器中的p型掺杂有机层832包含至少一种有机主体材料和一种p型掺杂剂，其中该有机主体材料能够支持空穴传输。用于常规OLED器件的空穴传输材料表示一类可用于p型掺杂有机层的主体材料。优选的材料包括具有至少一个仅与碳原子键合的三价氮原子的芳族叔胺，所述碳原子的至少一个为芳环单元。以一种形式，芳族叔胺可以为芳基胺，例如单芳基胺、二芳基胺、三芳基胺或聚合芳基胺。用一个或多个乙烯基自由基取代的和/或包括至少一个含活泼氢基团的其它适合的三芳基胺由Brantley等人在US3,567,450和3,658,520中公开。更优选的芳族叔胺类别为如由Van Slyke和Tang等人在US4,720,432和5,061,569中所述，包括至少两个芳族叔胺部分的那些。非限制性实例包括例如N，N′-二(萘-1-基)-N，N′-二苯基联苯胺(NPB)和N，N′-二苯基-N，N′-二(3-甲基苯基)-1，1-联苯-4，4′-二胺(TPD)和N，N，N′，N′-四萘基联苯胺(TNB)。另一类优选的芳族胺为如由KevinP.Klubek等人于2003年3月18日提交的，题为“Cascaded OrganicElectroluminescent Devices”的普通转让美国专利申请序列号10/390,973中所述的二氢吩嗪化合物，在此将其公开内容引入作为参考。上述材料的组合也可用于形成p型掺杂有机层。更优选，p型掺杂有机层832中的有机主体材料包括NPB，TPD，TNB，4，4′，4″-三(N-3-甲基苯基-N-苯基-氨基)-三苯胺(m-MTDATA)，4，4′，4″-三(N，N-二苯基-氨基)-三苯胺(TDATA)或二氢吩嗪化合物或其组合。

p型掺杂有机层832中的p型掺杂剂包括具有强吸电子性能的氧化剂。“强吸电子性能”表示有机掺杂剂将能够从主体接收一定电荷，与主体材料形成电荷传输络合物。一些非限制性实例包括有机化合物，例如2，3，5，6-四氟-7，7，8，8-四氰基喹啉并二甲烷(F₄-TCNQ)和7，7，8，8-四氰基喹啉并二甲烷(TCNQ)的其它衍生物，和无机氧化剂，例如碘、FeCl₃、FeF₃、SbCl₅、某些其它金属氯化物，以及某些其它金属氟化物。p型掺杂剂的组合也可用于形成p型掺杂有机层832。p型掺杂浓度优选为0.01-20体积％。p型掺杂有机层的厚度通常小于150nm，以及优选为约1到100nm。

用于中间连接器中的主体材料可以包括小分子材料或聚合材料或其组合。在一些情况下，相同的主体材料可以用于n型和p型掺杂有机层，条件是其同时显示上述空穴传输性能和电子传输性能。可以用作n型或p型掺杂有机层的主体的材料实例包括但不限于各种蒽衍生物，如US5,972,247中所述，某些咔唑衍生物，例如4，4-二(9-二咔唑基)-联苯(CBP)，和二苯乙烯基亚芳基衍生物，例如4，4′-二(2，2′-二苯基乙烯基)-1，1′-联苯，如US 5,121,029中所述。

如图9所示，中间连接器930中的金属化合物层933主要用于阻止n型掺杂有机层和p型掺杂的有机层之间的可能相互扩散并且使操作过程中的驱动电压稳定化。在其它情况下，如图11-16中所示，当金属化合物层933为中间连接器的顶层(或者金属化合物层933与下一个白色有机EL元件的HTL相邻)时，该层可以改性其与HTL之间的界面，并且改善中间连接器和白色有机EL元件之间的空穴注入。

金属化合物层933可以选自钛、锆、铪、铌、钽、钼、钨、锰、铁、钌、铑、铱、镍、钯、铂、铜、锌、硅或锗或其组合的化学当量氧化物或非化学当量氧化物。金属化合物层933可以选自钛、锆、铪、铌、钽、钼、钨、锰、铁、钌、铑、铱、镍、钯、铂、铜、硅或锗或其组合的化学当量硫化物或非化学当量硫化物。金属化合物层933可以选自钛、锆、铪、铌、钽、钼、钨、锰、铁、钌、铑、铱、镍、钯、铂、铜、硅或锗或其组合的化学当量硒化物或非化学当量硒化物。金属化合物层933可以选自钛、锆、铪、铌、钽、钼、钨、锰、铁、钌、铑、铱、镍、钯、铂、铜、硅或锗或其组合的化学当量碲化物或非化学当量碲化物。金属化合物层933可以选自钛、锆、铪、铌、钽、钼、钨、锰、铁、钌、铑、铱、镍、钯、铂、铜、锌、镓、硅或锗或其组合的化学当量氮化物或非化学当量氮化物。金属化合物层933也可以选自钛、锆、铪、铌、钽、钼、钨、锰、铁、钌、铑、铱、镍、钯、铂、铜、锌、铝、硅或锗或其组合的化学当量碳化物或非化学当量碳化物。金属化合物层933可以选自MoO₃、NiMoO₄、CuMoO₄、WO₃、ZnTe、Al₄C₃、AlF₃、B₂S₃、CuS、GaP、InP或SnTe。优选，金属化合物层333选自MoO₃、NiMoO₄、CuMoO₄或WO₃。

插入中间连接器中间的高功函金属层1034主要用于阻止中间连接器中的其它两层之间可能的相互扩散并促进载荷子注入。用于形成该层的高功函金属具有至少4.0eV的功函，并且包括Ti、Zr、Ti、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Al、In或Sn或其组合。优选，高功函金属层1034包括Ag、Al、Cu、Au、Zn、In或Sn或其组合。更优选，高功函金属层1034包括Ag或Al。

中间连接器中的低功函金属层1135主要用于改性该层和在前的白色有机EL元件的ETL之间的界面，以改善中间连接器和白色有机EL元件之间的电子注入。优选，用于形成该层的低功函金属具有小于4.0eV的功函，并且包括Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、La、Ce、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy或Yb或其组合。优选，低功函金属层1135包括Li、Na、Cs、Ca、Ba或Yb。

中间连接器中的n型无机半导体层1536主要用于改性该层和在前的白色有机EL元件的ETL之间的界面，并且改善中间连接器和白色有机EL元件之间的电子注入。n型无机半导体层1536包括但不限于ZnSe、ZnS、ZnSSe、SnSe、SnS、SnSSe、LaCuO₃或La₄Ru₆O₁₉。优选，n型无机半导体层1536包括ZnSe或ZnS。

在中间连接器中存在n型无机半导体层1536的情况下，并非必要的是在相邻的白色有机EL元件中使用EIL，因为这种n型无机半导体层1536可以促进电子注入相邻的白色有机EL元件和中间连接器。

中间连接器中的每个层的厚度为0.1nm到150nm。中间连接器中的金属化合物层933的厚度为0.5nm到20nm。中间连接器中的高功函金属层1034的厚度为0.1nm到5.0nm。中间连接器中的低功函金属层1335的厚度为0.1nm到10nm。中间连接器中的n型无机半导体层1536的厚度为0.5nm到20nm。

本发明的串联白色OLED器件通常在载体基材之上形成，其中阴极或阳极可以与该基材接触。与基材接触的电极方便地称为底部电极。通常，底部电极为阳极，但是本发明并不局限于这种构造。基材可以是透光的或不透明的，取决于预定的发光方向。对于观察穿过基材的EL发射，透光性是理想的。在此情况下通常使用透明玻璃或塑料。对于其中透过顶部电极观察到EL发射的各种应用，底部载体的透光性是不重要的，并且因此可以为透光的、吸光的或反光的。用于这种情况下的基材包括但不限于玻璃、塑料、半导体材料、硅、陶瓷、和电路板材料。在这些器件构造中，顶部电极对于光线是透明的。

当透过阳极110观察到EL发射时，对于所考虑的发射，阳极将是透明的或基本透明的。可用于本发明的常用透明阳极材料为氧化铟锡(ITO)，氧化铟锌(IZO)和氧化锡，但是其它金属氧化物可以起作用，包括但不限于铝或铟掺杂氧化锌、氧化镁铟和氧化镍钨。除这些氧化物之外，金属氮化物，例如氮化镓，金属硒化物，例如硒化锌，以及金属硫化物，例如硫化锌可以用作阳极。对于其中仅透过阴极观察到EL发射的各种应用，阳极的透光性是不重要的，并且可以使用任何导电材料，无论其是否是透光的、吸光的或反光的。用于这种应用的示例性导体包括但不限于金、铱、钼、钯和铂。可发射的或相反的典型阳极材料具有至少4.0eV的功函。所需阳极材料通常通过任何合适方式，例如蒸发、溅射、化学汽相沉积或电化学手段沉积。阳极可以使用公知的光刻工艺形成图案。任选，阳极可以在沉积其它层之前进行抛光，以降低表面粗糙度以便减少电气短路或提高反射率。

当仅透过阳极观察到发光时，用于本发明的阴极140可以由几乎任何导电材料组成。理想的材料具有有效成膜性能，以确保与下层有机层有效接触，提高低压下的电子注入并且具有有效的稳定性。有用的阴极材料通常包含低功函金属(＜4.0eV)或金属合金。一种优选的阴极材料由Mg:Ag合金组成，其中银的百分比为1到20％，如US4,885,221中所述。另一种适合的阴极材料包括包含与用导电金属的较厚层封盖的有机层(例如ETL)接触的薄无机EIL的双层。无机EIL优选包括低功函金属或金属盐，并且倘若如此，较厚封盖层无须具有低功函。一类阴极由LiF的薄层，接着是Al的较厚层组成，如US5,677,572中所述。其它有用的阴极材料组包括但不限于US5,059,861、5,059,862和6,140,763中公开的那些。

当透过阴极观察到发光时，阴极将是透明的或几乎透明的。对于这种应用，金属应是薄的，或者人们将使用透明的导电氧化物，或包括这些材料。光学透明阴极已经更详细地记载于US4,885,211、5,247,190、5,703,436、5,608,287、5,837,391、5,677,572、5,776,622、5,776,623、5,714,838、5,969,474、5,739,545、5,981,306、6,137,223、6,140,763、6,172,459、6,278,236、6,284,393、JP 3,234,963和EP1076368。阴极材料通常通过热蒸发、电子束蒸发、离子溅射或化学汽相沉积进行沉积。必要时，形成图案可以通过许多公知的方法完成，包括但不限于完全掩模沉积、如US5,276,380和EP0732868所述的整体影像掩模、激光烧蚀和选择性化学汽相沉积。

白色有机EL元件和中间连接器可以通过热蒸发、电子束蒸发、离子溅射技术或旋涂产生。优选，热蒸发法用于沉积制造包括白色有机EL元件、中间连接器和上部白色有机EL元件之上的电极的串联白色OLED器件中的所有材料。

大多数OLED器件对湿气或氧气或两者敏感，因此它们通常与干燥剂，例如氧化铝、铝矾土、硫酸钙、粘土、硅胶、沸石、碱金属氧化物、碱土金属氧化物、硫酸盐或金属卤化物和高氯酸盐一起，密封在例如氮气或氩气的惰性气氛中。用于密封和干燥的方法包括但不限于US6,226,890中所述的那些。此外，阻隔层，例如SiO_x、Teflon，以及可选的无机/聚合层是密封领域中已知的。

实施例

提供以下实施例用于进一步理解本发明。以下实施例中，有机层的厚度和掺杂浓度使用已校准的的厚度监测器(INFICON IC/5沉积控制器)进行原位控制和测量。使用恒流电源(KEITHLEY 2400SourceMeter)和光度计(PHOTO RESEARCH SpectraScan PR650)在室温下评价所有制造的器件的EL性能。使用1931CIE坐标记录颜色。

实施例1(对比)

如下制备对比的白色OLED器件：使用商用玻璃洗涤工具清洗并干燥涂有透明氧化铟锡(ITO)导电层的～1.1mm厚玻璃基板。ITO的厚度为约42nm并且ITO的薄膜电阻为约68Ω/平方。随后用氧化等离子体处理ITO表面，将表面调整作为阳极。通过在RF等离子体处理室中分解CHF₃气体而在清洁ITO表面上沉积1nm厚的CFx层作为空穴注入层。然后将基材送入真空沉积室中在基材之上沉积所有其它层。通过在大约10^-6托的真空下由加热的蒸发皿蒸发，按以下顺序沉积以下层：

1.EL元件：

a)约90nm厚的HTL，包括“4，4′-二[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯”(NPB)；

b)20nm厚的第一LEL，包括70体积％NPB，29.5体积％红荧烯和0.5体积％“5，10，15，20-四苯基-二苯并[5，6]茚并[1，2，3-cd：1′，2′，3′-1m]苝”(红色发射层)；

c)40nm厚的第二LEL，包括87体积％“2-(1，1-二甲基乙基)-9，10-二-2-萘基蒽”(TBADN)，9体积％NPB和4体积％“4-(二-对甲苯基氨基)-4′-[(二-对甲苯基氨基)苯乙烯基]茋”(蓝色发射层)；和

d)10nm厚的ETL，包括“三(8-羟基喹啉)铝”(Alq)。

2.阴极：大约210nm厚，包括Mg:Ag(通过共蒸发约95体积％Mg和5体积％Ag而形成)。

沉积这些层之后，将器件从沉积室转移到干燥箱中(VAC VacuumAtmosphere Company)用于密封。

当在20mA/cm²测试时，该白色OLED器件具有1345cd/m²的发光率和约6.7cd/A的发光效率。CIEx和CIEy分别为0.330，0.340。EL光谱在图17中示出，发光效率性能在图18中示出。

实施例2

串联白色OLED以实施例1中所述方式构成，并且沉积的层状结构为：

1.第一EL元件：

该第一EL元件与实施例1中的EL元件相同。

2.第一中间连接器：

a)30nm厚的n型掺杂有机层，包括掺杂有约1.2体积％锂的Alq；和

b)30nm厚的p型掺杂有机层，包括掺杂有约4体积％“2，3，5，6-四氟-7，7，8，8-四氰基喹啉并二甲烷”(F₄-TCNQ)的NPB。

3.第二EL元件：

该第二EL元件与实施例1中的EL元件相同，除了NPB层(HTL)的厚度由90nm变为20nm。

4.阴极：大约210nm厚，包括Mg:Ag。

当在20Am/cm²测试时，该串联白色OLED器件具有2712cd/m²的发光率和约13.6cd/A的发光效率。CIEx和CIEy分别为0.325，0.344。EL光谱在图17中示出，发光效率性能在图18中示出。

实施例2清楚地表明通过具有n型掺杂有机层和p型掺杂有机层的中间连接器连接的两个白色EL元件可以使发光效率加倍，同时保持颜色基本不变。与常规白色OLED器件(实施例1)相比，本串联白色OLED器件在不增加驱动电流密度下具有两倍的亮度。因此，可以预期通过在结构中增加更多的EL元件满足高亮度要求。因为与常规白色OLED器件相比，本串联白色OLED器件用来保持比亮度需要的电流密度较小，所以本串联白色OLED器件可以具有更长的寿命。

实施例3(对比)

另一种常规白色OLED以实施例1中所述方式构成，并且沉积的层状结构为：

1.EL元件：

a)约30nm厚的HTL，包括NPB；

b)30nm厚的第一LEL，包括掺杂有约2体积％“2，8-二叔丁基-5，11-二(对叔丁基苯基)-6，12-二([1，1′-联苯]-4-基)并四苯”的NPB(黄色发射层)；

c)40nm厚的第二LEL，包括70体积％“9，10-二-2-萘基蒽”(A-DN)，28体积％NPB和约2体积％“4-(二-对甲苯基氨基)-4′-[(二-对甲苯基氨基)苯乙烯基]茋”(蓝色发射层)；

d)10nm厚的ETL，包括“4，7-二苯基-1，10-菲咯啉”(Bphen)；和

e)10nm厚的电子注入层，包括掺杂有约1.2体积％锂的Bphen。

2.阴极：大约210nm厚，包括Mg:Ag。

当在20mA/cm²测试时，该白色OLED器件具有2497cd/m²的发光率和约12.5cd/A的发光效率。CIEx和CIEy分别为0.427，0.471。EL光谱在图19中示出，发光效率性能在图20中示出。

实施例4

1.第一EL元件：

a)约30nm厚的HTL，包括NPB；

c)40nm厚的第二LEL，包括70体积％A-DN，28体积％NPB和约2体积％“4-(二-对甲苯基氨基)-4′-[(二-对甲苯基氨基)苯乙烯基]茋”(蓝色发射层)；和

d)10nm厚的ETL，包括Bphen。

2.第一中间连接器：

a)10nm厚的n型掺杂有机层，包括掺杂有约1.2体积％锂的Bphen；和

b)2nm厚的金属化合物层，包括WO₃。

3.第二EL元件：

a)约70nm厚的HTL，包括NPB；

d)10nm厚的ETL，包括Bphen；和

e)10nm厚的电子注入层，包括掺杂有约1.2体积％锂的Bphen。

4.阴极：大约210nm厚，包括Mg:Ag。

当在20mA/cm²测试时，该串联白色OLED器件具有5189cd/m²的发光率和约26.0cd/A的发光效率。CIEx和CIEy分别为0.305，0.450。EL光谱在图19中示出，发光效率性能在图20中示出。

实施例4同样表明通过具有n型掺杂有机层和金属化合物层的中间连接器连接的两个白色EL元件可以使发光效率加倍并且同样改善颜色。因此，可以使用中间连接器连接更多的白色EL元件以得到更高的亮度或更长的使用寿命。

部件清单

100串联白色OLED器件(现有技术)

110阳极

120.1具有蓝色发射的第一EL元件(或第一EL元件-蓝色)

120.2具有红色发射的第二EL元件(或第二EL元件-红色)

130.1电荷产生层(CGL)

140阴极

150电压/电流源

160电导体

200串联白色OLED器件(现有技术)

220.1具有蓝色发射的第一EL元件(或第一EL元件-蓝色)

220.2具有绿色发射的第二EL元件(或第二EL元件-绿色)

220.3具有红色发射的第三EL元件(或第三EL元件-红色)

230.1第一中间连接器(或第一连接器)

230.2第二中间连接器(或第二连接器)

300串联白色OLED器件

320.1具有白色发射的第一EL元件(或第一EL元件-白色)

320.2具有白色发射的第二EL元件(或第二EL元件-白色)

320.(N-1)具有白色发射的第(N-1)EL元件(或第(N-1)EL元件-白色)

320.N具有白色发射的第NEL元件(或第NEL元件-白色)

330.1第一中间连接器(或第一连接器)

330.2第二中间连接器(或第二连接器)

330.(N-1)第(N-1)中间连接器(或第(N-1)连接器)

400具有两个白色EL元件的串联白色OLED器件

520具有三个发光层的EL元件

521空穴传输层

522.1第一发光层

522.2第二发光层

522.3第三发光层

523电子传输层

620具有两个发光层的EL元件

720具有一个发光层的EL元件

830中间连接器

831n型掺杂有机层

832p型掺杂有机层

930中间连接器

933金属化合物层

1030中间连接器

1034高功函金属层

1130中间连接器

1230中间连接器

1330中间连接器

1335低功函金属层

1430中间连接器

1530中间连接器

1536n型无机半导体层(或n型无机半导体)

1630中间连接器

Claims

1.一种串联白色OLED器件，包括：

a)阳极；

b)阴极；

2.权利要求1的串联白色OLED器件，其中每个有机电致发光单元包括至少三个发光层，并且其中每个发光层具有不同的发射颜色。

3.权利要求1的串联白色OLED器件，其中每个有机电致发光单元包括至少两个发光层，并且其中每个发光层具有不同的发射颜色。

4.权利要求1的串联白色OLED器件，其中每个有机电致发光单元包括至少一个发光层。

5.权利要求1的串联白色OLED器件，其中每个有机电致发光单元可以具有相同或不同的层状结构，条件是每个电致发光单元产生白色光。

6.权利要求1的串联白色OLED器件，其中每个中间连接器包括至少一个与在前有机电致发光单元的电子传输层相邻设置的n型掺杂有机层和在该n型掺杂有机层之上设置的p型掺杂有机层。

7.权利要求6的串联白色OLED器件，其中每个中间连接器包括设置在n型有机层和p型有机层之间的金属化合物层。

8.权利要求6的串联白色OLED器件，其中每个中间连接器包括设置在n型有机层和p型有机层之间的高功函金属层。

9.权利要求1的串联白色OLED器件，其中每个中间连接器具有高于100kΩ每平方的薄膜电阻，包括至少一个与在前有机电致发光单元的电子传输层相邻设置的n型掺杂有机层和在该n型掺杂有机层之上设置的金属化合物层。

10.权利要求9的串联白色OLED器件，其中每个中间连接器包括设置在n型有机层和金属化合物层之间的高功函金属层。

11.权利要求1的串联白色OLED器件，其中每个中间连接器具有高于100kΩ每平方的薄膜电阻，包括至少一个与在前有机电致发光单元的电子传输层相邻设置的低功函金属层和在该低功函金属层之上设置的金属化合物层。

12.权利要求11的串联白色OLED器件，其中每个中间连接器包括设置在低功函金属层和金属化合物层之间的高功函金属层。

13.权利要求1的串联白色OLED器件，其中每个中间连接器具有高于100kΩ每平方的薄膜电阻，包括至少一个与在前有机电致发光单元的电子传输层相邻设置的n型无机半导体层和在该n型无机半导体层之上设置的金属化合物层。

14.权利要求13的串联白色OLED器件，其中每个中间连接器包括设置在n型无机半导体层和金属化合物层之间的高功函金属层。

15.权利要求1的串联白色OLED器件，其中每个中间连接器可以具有相同或不同的层状结构。

16.权利要求6的串联白色OLED器件，其中n型掺杂有机层包含至少一种有机主体材料和至少一种n型掺杂剂，其中有机主体材料能够支持电子传输。

17.权利要求16的串联白色OLED器件，其中有机主体材料包括金属螯合的8-羟基喹啉类化合物、丁二烯衍生物、杂环光学增亮剂、三嗪、羟基喹啉衍生物、吲哚衍生物、菲咯啉衍生物或噻咯衍生物或其组合。

18.权利要求16的串联白色OLED器件，其中有机主体材料包括三(8-羟基喹啉)铝(Alq)、4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(Bphen)、2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(BCP)或2，2′-[1，1′-联苯]-4，4′-二基二[4，6-(对甲苯基)-1，3，5-三嗪](TRAZ)或其组合。

19.权利要求16的串联白色OLED器件，其中n型掺杂剂包括碱金属、碱金属化合物、碱土金属或碱土金属化合物或其组合。

20.权利要求16的串联白色OLED器件，其中n型掺杂剂包括Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、La、Ce、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy或Yb或其组合。

21.权利要求6的串联白色OLED器件，其中p型掺杂有机层包含至少一种有机主体材料和至少一种p型掺杂剂，其中有机主体材料能够支持空穴传输。

22.权利要求21的串联白色OLED器件，其中有机主体材料包括具有至少一个仅键合到碳原子的三价氮原子的芳族叔胺，所述碳原子的至少一个为芳环的环原子。

23.权利要求21的串联白色OLED器件，其中有机主体材料包括N，N′-二(萘-1-基)-N，N′-二苯基-联苯胺(NPB)、N，N′-二苯基-N，N′-二(3-甲基苯基)-1，1-联苯-4，4′-二胺(TPD)，N，N，N′，N′-四萘基-联苯胺(TNB)、4，4′，4″-三(N-3-甲基苯基-N-苯基-氨基)-三苯胺(m-MTDATA)、4，4′，4″-三(N，N-二苯基-氨基)-三苯胺(TDATA)或二氢吩嗪化合物或其组合。

24.权利要求21的串联白色OLED器件，其中p型掺杂剂包括能够与主体材料形成电荷传输络合物的氧化剂。

25.权利要求21的串联白色OLED器件，其中p型掺杂剂包括碘、FeCl₃、FeF₃、SbCl₅、2，3，5，6-四氟-7，7，8，8-四氰基喹啉并二甲烷(F₄-TCNQ)或7，7，8，8-四氰基喹啉并二甲烷(TCNQ)的其它衍生物或其组合。

26.权利要求7的串联白色OLED器件，其中金属化合物层包括MoO₃、NiMoO₄、CuMoO₄、WO₃、ZnTe、Al₄C₃、AlF₃、B₂S₃、CuS、GaP、InP或SnTe。

27.权利要求8的串联白色OLED器件，其中高功函金属层包括Ti、Zr、Ti、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Al、In或Sn或其组合。

28.权利要求9的串联白色OLED器件，其中n型掺杂有机层包含至少一种有机主体材料和至少一种n型掺杂剂，其中有机主体材料能够支持电子传输。

29.权利要求28的串联白色OLED器件，其中有机主体材料包括金属螯合的8-羟基喹啉类化合物、8-羟基喹啉衍生物、丁二烯衍生物、杂环光学增亮剂、三嗪、吲哚、菲咯啉衍生物或噻咯衍生物或其组合。

30.权利要求28的串联白色OLED器件，其中有机主体材料包括三(8-羟基喹啉)铝(Alq)、4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(Bphen)、2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(BCP)或2，2′-[1，1′-联苯]-4，4′-二基二[4，6-(对甲苯基)-1，3，5-三嗪](TRAZ)或其组合。

31.权利要求28的串联白色OLED器件，其中n型掺杂剂包括碱金属、碱金属化合物、碱土金属或碱土金属化合物或其组合。

32.权利要求28的串联白色OLED器件，其中n型掺杂剂包括Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、La、Ce、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy或Yb或其组合。

33.权利要求9的串联白色OLED器件，其中金属化合物层包括MoO₃、NiMoO₄、CuMoO₄、WO₃、ZnTe、Al₄C₃、AlF₃、B₂S₃、CuS、GaP、InP或SnTe。

34.权利要求10的串联白色OLED器件，其中高功函金属层包括Ti、Zr、Ti、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Al、In或Sn或其组合。

35.权利要求11的串联白色OLED器件，其中低功函数层包括Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、La、Ce、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy或Yb或其组合。

36.权利要求11的串联白色OLED器件，其中金属化合物层包括MoO₃、NiMoO₄、CuMoO₄、WO₃、ZnTe、Al₄C₃、AlF₃、B₂S₃、CuS、GaP、InP或SnTe。

37.权利要求12的串联白色OLED器件，其中高功函金属层包括Ti、Zr、Ti、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Al、In或Sn或其组合。

38.权利要求13的串联白色OLED器件，其中n型无机半导体层包括ZnSe、ZnS、ZnSSe、SnSe、SnS、SnSSe、LaCuO₃或La₄Ru₆O₁₉。

39.权利要求13的串联白色OLED器件，其中金属化合物层包括MoO₃、NiMoO₄、CuMoO₄、WO₃、ZnTe、Al₄C₃、AlF₃、B₂S₃、CuS、GaP、InP或SnTe。

40.权利要求14的串联白色OLED器件，其中高功函金属层包括Ti、Zr、Ti、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Al、In或Sn或其组合。

41.权利要求1的串联白色OLED器件，其中电致发光EL元件中每个发光层的厚度为5nm到50nm。

42.权利要求1的串联白色OLED器件，其中中间连接器中每层的厚度为0.1nm到150nm。

43.权利要求7的串联白色OLED器件，其中中间连接器中金属化合物层的厚度为0.5nm到20nm。

44.权利要求8的串联白色OLED器件，其中中间连接器中高功函金属层的厚度为0.1nm到5.0nm。

45.权利要求9的串联白色OLED器件，其中中间连接器中金属化合物层的厚度为0.5nm到20nm。

46.权利要求10的串联白色OLED器件，其中中间连接器中高功函金属层的厚度为0.1nm到5.0nm。

47.权利要求11的串联白色OLED器件，其中中间连接器中低功函金属层的厚度为0.1nm到10nm。

48.权利要求11的串联白色OLED器件，其中中间连接器中金属化合物层的厚度为0.5nm到20nm。

49.权利要求12的串联白色OLED器件，其中中间连接器中高功函金属层的厚度为0.1nm到5.0nm。

50.权利要求13的串联白色OLED器件，其中中间连接器中n型无机半导体层的厚度为0.5nm到20nm。

51.权利要求13的串联白色OLED器件，其中中间连接器中金属化合物层的厚度为0.5nm到20nm。

52.权利要求14的串联白色OLED器件，其中中间连接器中高功函金属层的厚度为0.1nm到5.0nm。

53.权利要求1的串联白色OLED器件，其中中间连接器在可见光谱区中具有至少75％的光学透射。

54.权利要求1的串联白色OLED器件，其中中间连接器通过热蒸发、电子束蒸发、离子溅射技术或旋涂产生。

55.一种串联白色OLED器件，包括：

a)阳极；

b)阴极；

d)设置在每个相邻的有机电致发光元件之间的中间连接器，其中该中间连接器包含两个不同的有机层，并且其中该中间连接器不直接连接外部电源。

56.权利要求55的串联白色OLED器件，其中每个有机电致发光单元包括至少三个发光层，并且其中每个发光层具有不同的发射颜色。

57.权利要求55的串联白色OLED器件，其中每个有机电致发光单元包括至少两个发光层，并且其中每个发光层具有不同的发射颜色。

58.权利要求55的串联白色OLED器件，其中每个有机电致发光单元包括至少一个发光层。

59.权利要求55的串联白色OLED器件，其中每个有机电致发光单元可以具有相同或不同的层状结构，条件是每个电致发光单元产生白色光。

60.权利要求55的串联白色OLED器件，其中每个中间连接器包括至少一个与在前有机电致发光单元的电子传输层相邻设置的n型掺杂有机层和在该n型掺杂有机层之上设置的p型掺杂有机层。

61.权利要求60的串联白色OLED器件，其中每个中间连接器包括设置在n型掺杂有机层和p型掺杂有机层之间的金属化合物层。

62.权利要求60的串联白色OLED器件，其中每个中间连接器包括设置在n型掺杂有机层和p型掺杂有机层之间的高功函金属层。

63.权利要求55的串联白色OLED器件，其中每个中间连接器可以具有相同或不同的层状结构。

64.权利要求60的串联白色OLED器件，其中n型掺杂有机层包含至少一种有机主体材料和至少一种n型掺杂剂，其中有机主体材料能够支持电子传输。

65.权利要求64的串联白色OLED器件，其中有机主体材料包括金属螯合的8-羟基喹啉类化合物、丁二烯衍生物、杂环光学增亮剂、三嗪、羟基喹啉衍生物、吲哚衍生物、菲咯啉衍生物或噻咯衍生物或其组合。

66.权利要求64的串联白色OLED器件，其中有机主体材料包括三(8-羟基喹啉)铝(Alq)、4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(Bphen)、2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(BCP)或2，2′-[1，1′-联苯]-4，4′-二基二[4，6-(对甲苯基)-1，3，5-三嗪](TRAZ)或其组合。

67.权利要求64的串联白色OLED器件，其中n型掺杂剂包括碱金属、碱金属化合物、碱土金属或碱土金属化合物或其组合。

68.权利要求64的串联白色OLED器件，其中n型掺杂剂包括Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、La、Ce、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy或Yb或其组合。

69.权利要求60的串联白色OLED器件，其中p型掺杂有机层包含至少一种有机主体材料和至少一种p型掺杂剂，其中有机主体材料能够支持空穴传输。

70.权利要求69的串联白色OLED器件，其中有机主体材料包括具有至少一个仅键合到碳原子的三价氮原子的芳族叔胺，所述碳原子的至少一个为芳环的环原子。

71.权利要求69的串联白色OLED器件，其中有机主体材料包括N，N′-二(萘-1-基)-N，N′-二苯基-联苯胺(NPB)、N，N′-二苯基-N，N′-二(3-甲基苯基)-1，1-联苯-4，4′-二胺(TPD)，N，N，N′，N′-四萘基-联苯胺(TNB)、4，4′，4″-三(N-3-甲基苯基-N-苯基-氨基)-三苯胺(m-MTDATA)、4，4′，4″-三(N，N-二苯基-氨基)-三苯胺(TDATA)或二氢吩嗪化合物或其组合。

72.权利要求69的串联白色OLED器件，其中p型掺杂剂包括能够与主体材料形成电荷传输络合物的氧化剂。

73.权利要求69的串联白色OLED器件，其中p型掺杂剂包括碘、FeCl₃、FeF₃、SbCl₅、2，3，5，6-四氟-7，7，8，8-四氰基喹啉并二甲烷(F₄-TCNQ)或7，7，8，8-四氰基喹啉并二甲烷(TCNQ)的其它衍生物或其组合。

74.权利要求61的串联白色OLED器件，其中金属化合物层包括MoO₃、NiMoO₄、CuMoO₄、WO₃、ZnTe、Al₄C₃、AlF₃、B₂S₃、CuS、GaP、InP或SnTe。

75.权利要求62的串联白色OLED器件，其中高功函金属层包括Ti、Zr、Ti、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Al、In或Sn或其组合。

76.权利要求55的串联白色OLED器件，其中电致发光EL元件中每个发光层的厚度为5nm到50nm。

77.权利要求55的串联白色OLED器件，其中中间连接器中每层的厚度为0.1nm到150nm。

78.权利要求61的串联白色OLED器件，其中中间连接器中金属化合物层的厚度为0.5nm到20nm。

79.权利要求62的串联白色OLED器件，其中中间连接器中高功函金属层的厚度为0.1nm到5.0nm。

80.权利要求55的串联白色OLED器件，其中中间连接器在可见光谱区中具有至少75％的光学透射。

81.权利要求55的串联白色OLED器件，其中中间连接器通过热蒸发、电子束蒸发、离子溅射技术或旋涂产生。