CN101292371A - 用于低电压电致发光器件的有机元件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种OLED器件，所述器件按次序包括阴极、发光层和阳极以及位于所述阴极和所述发光层之间的另外层，所述另外层包含式(4′)表示的环金属化络合物，其中：Z和虚线弧表示与M一起形成5－元或6－元环所需的两个或三个原子和键；M表示周期表IA、IIA、IIIA或IIB族元素；其余的变量见述于说明书，条件是所述络合物不包含8－喹啉酚根配体。这种器件具有降低的驱动电压。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机发光二极管(OLED)电致发光(EL)器件，所述器件含有发光层和位于发光层和阴极之间的包含除8-喹啉酚根以外的环金属化络合物的层。
发明背景
虽然有机电致发光(EL)器件已被人们知道二十多年的时间了，但其性能局限性阻碍了许多期望的应用。最简单形式的有机EL器件包括用于空穴注入的阳极、用于电子注入的阴极和夹在这些电极之间以支持电荷复合产生发光的有机中间层。这些器件通常也称为有机发光二极管或OLED。有代表性的早期有机EL器件为Gurnee等于1965年3月9日授权的美国专利3,172,862；Gurnee于1965年3月9日授权的美国专利3,173,050；Dresner，“Double InjectionElectroluminescence in Anthracene(蒽双注入电致发光)”，RCA Review，30，322，(1969)；和Dresner于1973年1月9日授权的美国专利3,710,167。这些器件中的有机层通常由多环芳烃组成，非常厚(远大于1μm)。因此，工作电压非常高，通常大于100V。
更近来的有机EL器件包括由位于阳极和阴极之间的极薄的层(例如＜1.0μm)组成的有机EL元件。本文中，术语“有机EL元件”包括位于阳极和阴极之间的层。减小厚度降低有机层的电阻且能使器件在更低的电压下操作。在首次描述于US 4,356,429中的基础双层EL器件结构中，特别选择与阳极相邻的EL元件的一层有机层来传输空穴，因此称为空穴传输层，特别选择附加层有机层来传输电子，称为电子传输层。已注入的空穴和电子在有机EL元件内复合导致有效电致发光。
还提出包括位于空穴传输层和电子传输层之间的有机发光层(LEL)的三层有机EL器件，例如C.Tang等公开的器件(J.AppliedPhysics，第65卷，3610(1989))。发光层通常由掺杂有客体材料(也称为掺杂剂)的主体材料组成。此外，在US 4,769,292中还提出包括空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、发光层(LEL)和电子传输/注入层(ETL)的四层EL元件。这些结构改进器件的效率。
自这些早期发明以后，人们对器件材料进行进一步改进得到改进特征性能，例如颜色、稳定性、发光效率和可制造性，例如在US5,061,569、US 5,409,783、US 5,554,450、US 5,593,788、US 5,683,823、US 5,908,581、US 5,928,802、US 6,020,078和US 6,208,077等公开的器件。
尽管有这些发展，仍需要提供高发光效率以及高色纯度和长寿命的有机EL器件元件，例如发光材料(有时称为掺杂剂)。更具体地讲，需要能调节发光材料的发射波长以用于各种应用。例如除了需要发蓝光、发绿光和发红光的材料以外，还需要发蓝-绿光、发黄光和发橙光的材料，以调制发白光的电致发光器件。例如通过发射多种颜色的组合，例如蓝-绿光和红光或蓝光和黄光的组合，器件可发白光。
白色EL器件优选的光谱和精确颜色取决于预期的应用。例如如果具体的应用需要无需随后改变观察者所察觉的色彩的处理即可察觉为白色，则希望EL器件发出的光的CIE(Commission Internationald′Eclairage，1931)色坐标(CIEx，CIEy)为(0.33，0.33)。对于其他应用，特别是其中将EL器件发出的光进一步加工以改变所察觉的色彩的应用，对于EL器件发出的光为灰白色(例如蓝白色、绿白色、黄白色或红白色)也是令人满意或甚至合乎需要的。
在全色彩显示器中白色EL器件可与滤色片一起使用。在其他多色彩或功能色彩显示器中白色EL器件也可与滤色片一起使用。用于这种显示器的白色EL器件易制造，且在显示器的各象素中产生可靠的白光。尽管将OLED称为白色，看起来可为白色或灰白色，对于这种应用，与通过各滤色片的光谱组分在该光中具有足够强度的要求相比，OLED发出的光的CIE坐标不太重要。因此，需要提供高发光强度的新型材料用于白色OLED器件。
可用的一类电子传输材料为衍生自金属螯合的喔星类化合物的材料，包括喔星本身的螯合剂，通常也称为8-羟基喹啉(8-quinolinol)或8-羟基喹啉(8-hydroxyquinoline)。三(8-喹啉酚根)合铝(III)(也称为Alq或Alq3)和其他金属和非金属喔星螯合剂为本领域众所周知的电子传输材料。
Tang等在US 4,769,292和VanSlyke等在US 4,539,507中教导在发光层或发光区中使用Alq作为电子传输材料来降低EL器件的驱动电压。
Baldo等在US 6,097,147和Hung等在US 6,172,459中教导使用与阴极相邻的有机电子传输层，使得当电子从阴极注入电子传输层时，电子穿过电子传输层和发光层。
在发光层中使用空穴传输材料和电子传输材料的混合层为众所周知的。例如参见US 2004/0229081、US 6,759,146、US 6,759,146、US 6,753,098和US 6,713,192及其引用的参考文献。Kwong及同事在US 2002/0074935中描述了包含有机小分子空穴传输材料、有机小分子电子传输材料和磷光掺杂剂的混合层。
Tamano等在US 6,150,042中教导了在有机EL器件中使用空穴注入材料。给出了用于器件的电子传输材料的实例，其中包括电子传输材料的混合物。
Seo等在US2002/0086180中教导了使用作为电子传输材料的Bphen(也称为4，7-二苯基-1，10-菲咯啉或红菲绕啉)和作为电子注入材料的Alq的1∶1的混合物形成电子传输混合层。但是，Seo等的Bphen/Alq混合物的稳定性差。
US 2004/0207318和US 6,396,209描述了一种包括电子传输有机化合物和包含碱金属离子、碱土金属离子或稀土金属离子中的至少一种的有机金属络合物的混合层的OLED结构。
JP 2000053957教导了在发光层或电子注入/传输层中使用发光体，WO 9963023教导了在发光层或电子注入/传输层中使用有机金属络合物，但未教导使用这种材料的混合物用于电子注入/传输层。
US 2004/0067387教导了在电子传输/电子注入层中使用一种或多种式I的化合物(蒽结构)，且可加入一种或多种非式I的化合物(包括Alq3)。Alq3不是本发明可用的组分。
US 6,468,676教导了有机金属盐、卤化物或有机金属络合物用于电子注入层。所述有机金属络合物为至少一种选自列举的金属络合物的物质。未指出将碳环化合物混合。
Zhryuan等在中国半导体杂志(Chinese Journal ofSemiconductors)，第21卷，第2部分(2000)，第184页教导了红荧烯和苯基吡啶铍鎓(BePP2)的混合物作为白色OLED的黄色发光层。使用红荧烯作为掺杂剂需要红荧烯的存在量为2-3％体积。
共同转让的美国专利序列号11/076,821、11/077,218和11/116,096描述了第一化合物与为低电压电子传输材料的第二化合物混合，在OLED器件中发光层的阴极一侧上形成层，得到的OLED器件的驱动电压甚至低于含有低电压电子传输材料的器件的驱动电压。在某些情况下，基于功函数小于4.2eV的金属的金属材料包括在该层中。
有机金属络合物例如8-喹啉酚根合锂(也称为8-羟基喹啉根合锂或Liq)用于EL器件，例如参见WO 0032717和US 2005/0106412。特别是描述了可用的8-喹啉酚根合锂和Alq的具体混合物，例如见述于US 6,396,209和US 2004/0207318。
但是，这些器件不具有所有所需的EL特性(在兼有高亮度和低驱动电压方面)。因此，尽管有这些发展，仍需要降低OLED器件的驱动电压，同时保持良好的亮度。
发明概述
本发明的一个实施方案提供了一种OLED器件，所述器件按次序包括阴极、发光层和阳极以及位于所述阴极和所述发光层之间的另外层(further layer)，所述另外层包含式(4′)表示的环金属化络合物：
其中：
Z和虚线弧表示与M一起形成5-元或6-元环所需的两个或三个原子和键；
各A表示H或取代基，各B表示Z原子上独立选择的取代基，条件是两个或多个取代基可结合形成稠环或稠环体系；
j为0-3，k为1或2；
M表示周期表IA、IIA、IIIA和IIB族元素；
m和n为独立选择的整数，选择m和n使得络合物上的电荷为中性；和
条件是所述络合物不包含8-喹啉酚根配体。
在另一个实施方案中，本发明还提供了一种OLED，所述器件按次序包括阴极、发光层和阳极以及位于所述阴极和所述发光层之间的(A)第一层和(B)附加层，所述第一层包含(a)10％体积或以上的稠环芳族化合物和(b)至少一种碱金属或碱土金属的盐或第一络合物，所述附加层包含碱金属或碱土金属的第二络合物。
这种器件驱动电压低，同时保持良好的亮度。
附图简述
图1表示本发明器件的一个实施方案的截面图。
图2表示本发明器件的归一化光谱。
图3和4图示本发明器件的性能数据。
图5和6图示本发明器件的工作寿命数据。
发明详述
本发明所有方面的OLED器件按次序包括阴极、发光层和阳极。本文中，如果一层与附加层并置且享有共同的边界，则两层“相邻”。
在本发明的第一方面，OLED器件具有位于阴极和发光层之间的层，所述层包含大于10％体积的碳环稠环芳族化合物和至少一种碱金属或碱土金属的盐或络合物。
在本发明的第二方面，所述发光层可包含最高达10％体积的含有至少一种蒽主体化合物的发光化合物，位于阴极和发光层之间的另外层包含10％体积或以上的蒽化合物和至少一种IA、IIA、IIIA或IIB族元素的盐或络合物。发光层和另外层中的蒽化合物可相同或不同。
在本发明的第三方面，另外层位于阴极和发光层之间，包含10％体积或以上的碳环稠环芳族化合物和环金属化络合物。
在本发明的第四方面，位于阴极和发光层之间的另外层包含单一的环金属化络合物。
在本发明的第五方面，所述OLED器件包括位于阴极和发光层之间的另外层，所述另外层包含大于10％体积的碳环稠环芳族化合物和至少一种IA、IIA、IIIA或IIB族元素的盐或络合物。同样，位于阳极和发光层之间的附加层包含含有至少一种Hammett参数值σ为至少0.3的吸电子取代基的化合物。
在本发明的第六方面，所述OLED器件的发光层包括至少一种选自含单苯乙烯基的胺、含二苯乙烯基的胺、含三苯乙烯基的胺和含四苯乙烯基的胺化合物的发光化合物。所述OLED还包括位于所述阴极和所述发光层之间的另外层，所述另外层包含10％体积或以上的碳环稠环芳族化合物和至少一种IA、IIA、IIIA或IIB族元素的盐或络合物。
就本发明的不同方面而言，术语“络合物、有机络合物和环金属化络合物”描述碱金属或碱土金属与有机分子通过配位键或配价键络合。用作配体的分子就性质上来说可为单-、二-、三-或多-齿的，齿的多少表明配体中可能的配位原子数。应理解的是，围绕金属离子的配体数应足够，使得络合物为电中性的。此外，应理解的是，络合物可以不同的晶体形式存在，其中可存在多于一种不同形式的金属离子，含有足够的配体以赋予电中性。
配位键或配价键的定义可见Grant & Hackh′s ChemicalDictionary，第91页。实质上，当富含电子的原子(例如O或N)给予缺乏电子的原子(例如Al或B)电子对时形成配位键或配价键。一个这类实例见三(8-喹啉酚根)合铝(III)(也称为Alq)，其中喹啉部分上的氮将其孤对电子给予铝原子，因此形成杂环或环金属化的环(称为络合物)，因此提供共具有3个稠环的Alq。对于Liq也同样。
本文使用的和在整个本申请中，术语“碳环和杂环或基团”概括地讲由Grant & Hackh′s Chemical Dictionary，第5版，McGraw-HillBook Company定义。碳环为仅包含碳原子的任何芳族或非芳族环体系，杂环为包含碳原子和周期表中可用于形成环体系的非碳原子(例如氮(N)、氧(O)、硫(S)、磷(P)、硅(Si)、镓(Ga)、硼(B)、铍(Be)、铟(In)、铝(Al)及其他元素)的任何芳族或非芳族环体系。同样，就本发明的各方面而言，杂环的定义还包括包含配位键或配价键的那些环。
在本发明的第一方面，本发明的层包含大于10％体积的碳环稠环芳族化合物和至少一种碱金属或碱土金属的盐或络合物，在一个理想的实施方案中，所述碳环化合物为并四苯，例如红荧烯。
适宜地是，所述碳环稠环芳族化合物可用式(1)表示。
在式(1)中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11和R12独立选自氢或取代基，条件是任何所述取代基可结合形成另外的稠环，在一个理想的实施方案中，R1、R4、R7和R10表示氢，R5、R6、R11和R12表示独立选择的芳环基团。
在另一个实施方案中，所述碳环稠环芳族化合物可用式(2)表示。
在式(2)中，Ar1-Ar4表示独立选择的芳族基团，例如苯基、甲苯基、萘基、4-联苯基或4-叔丁基苯基。在一个合适的实施方案中，Ar1和Ar4表示相同的基团，且Ar1和Ar4、Ar2和Ar3独立地相同。
R1-R4独立表示氢或取代基，例如甲基、叔丁基或氟基。在一个实施方案中，R1和R4不为氢且表示相同的基团。
在另一个实施方案中，所述碳环化合物为蒽类化合物(anthracenegroup)。特别有用的化合物为式(3)的那些化合物。
在式(3)中，W1-W10独立表示氢或独立选择的取代基，条件是两个相邻的取代基可结合形成环。在本发明的一个实施方案中，W1-W10独立选自氢、烷基、芳族碳环和芳族杂环基团。在本发明的另一个实施方案中，W9和W10表示独立选择的芳族碳环和芳族杂环基团，在本发明的再一个实施方案中，W9和W10独立选自苯基、萘基和联苯基。例如W9和W10可表示以下基团，例如1-萘基、2-萘基、4-联苯基、2-联苯基和3-联苯基。在一个理想的实施方案中，W9和W10中至少一个表示选自蒽基(衍生自蒽)的碳环基团。特别有用的蒽衍生的基团为9-蒽基。在本发明的其他方面，W1-W8表示氢或烷基。本发明的特别有用的实施方案为W9和W10为芳族碳环基团，W7和W3独立选自氢、烷基和苯基。
并四苯型合适的碳环稠环芳族化合物可通过本领域已知的方法制备。形成并四苯型材料的方法包括炔丙醇与能形成离去基团的试剂反应，随后在溶剂存在下且不存在氧化剂和不存在有机碱下加热，形成并四苯。参见2004年7月27日提交的共同转让的美国申请第10/899,821和10/899,825号。
本发明的特别理想的络合物为Liq或其衍生物中的一种。Liq为Li+与8-喹啉酚根的络合物，得到喹啉酚根合锂络合物，也称为8-羟基喹啉合锂，但通常称为Liq。Liq可以单种物质形式或以其他形式(例如Li6q6和Linqn)存在，其中n为整数，q为8-喹啉酚根配体或衍生物。
在一个实施方案中，所述金属络合物用式(4)表示。
(M)m(Q)n (4)
在式(4)中，M表示碱金属或碱土金属。在一个合适的实施方案中，M为IA族金属，例如Li+、Na+、K+、Cs+和Rb+。在一个理想的实施方案中，M表示Li+。
在式(4)中，各Q为独立选择的配体。理想情况下，各Q净电荷为-1。在一个合适的实施方案中，Q为二齿配体。例如Q可表示8-喹啉酚根。
在式(4)中，n表示整数，通常为1-6。因此，所述有机金属络合物可形成二聚物、三聚物、四聚物、五聚物、六聚物等。但是，所述有机金属络合物还可形成一维链结构，在这种情况下，n大于6。
在另一个理想的实施方案中，所述金属络合物用式(4′)表示。
在式(4′)，Z和虚线弧表示与M一起形成5-元或6-元环所需的两个或三个原子和键。各A表示H或取代基，各B表示Z原子上独立选择的取代基，条件是两个或多个取代基可结合形成稠环或稠环体系。在式(4′)，j为0-3，k为1或2。同样，M表示碱金属或碱土金属，m和n为独立选择的整数，选择m和n使得络合物上的电荷为中性。
在本发明的第一方面的另一个理想的实施方案中，所述金属络合物用式(5)表示。
在式(5)中，M表示如前所述的碱金属或碱土金属。在一个理想的实施方案中，M表示Li+。各ra和rb表示独立选择的取代基，条件是两个取代基可结合形成稠环基团。这种取代基的实例有甲基、苯基、氟取代基和通过两个取代基结合形成的稠合的苯环基团。在式(5)中，t为1-3，s为1-3，n为1-6的整数。
式(6)表示本发明的一个实施方案，其中络合物的配体为乙酰丙酮化物或其衍生物。
在式(6)中，Y1、Y2和Y3独立表示取代基，条件是Y1、Y2和Y3中的任一个可结合形成环或稠环体系。M为碱金属或碱土金属，m和n表示整数，选择m和n使得络合物上的电荷为中性。在式(6)的一个理想的实施方案中，M表示Li+。当取代基为氢且M表示Li+时，式(6)表示乙酰丙酮化锂。除了氢以外，其他取代基的实例有碳环基团、杂环基团、烷基(例如甲基)、芳基(例如苯基或萘基)。可通过两个取代基结合形成稠环基团。
在本发明的第二方面，所述发光层包含最高达10％体积的发光化合物和至少一种式(3)表示的蒽主体化合物。位于阴极和发光层之间的另外层包含(a)10％体积或以上的式(3)的蒽化合物和(b)至少一种周期表IA、IIA、IIIA和IIB族元素的盐或络合物。存在于发光层和另外层中的式(3)的蒽具有与如前所述本发明的第一方面的蒽相同的定义。本发明该方面的优选的盐或络合物包含碱金属或碱土金属。
所述发光层和另外层中的蒽主体化合物可为相同的化合物或可为不同的化合物。在本发明的第二方面的一个实施方案中，所述另外层中的蒽化合物可大于层的10％体积。
在本发明的第二方面的其他实施方案中，所述金属络合物可选自式(4)、(4′)、(5)、(6)和(7)表示的化合物，其中M可选自周期表IA、IIA、IIIA和IIB族元素。本发明的第二方面的可用的实施方案包括式(4)、(4′)、(5)、(6)和(7)的那些络合物，其中M表示选自碱或碱土元素的金属。本发明该方面的特别有用的实施方案为M为Li+的式(4)、(4′)、(5)和(6)的金属络合物。当式(6)中的M为Li+时形成可用的金属络合物，得到式(7)表示的乙酰丙酮化锂及其衍生物。
在式(7)中，Y1、Y2和Y3独立表示取代基，条件是Y1、Y2和Y3中的任一个可结合形成环或稠环体系，且n为整数。当Y1和Y3为甲基且Y3为氢时，式(7)为母体乙酰丙酮化锂。当Y1、Y2和Y3选自烷基、碳环和杂环基团时，形成式(7)的其他可用的衍生物，就性质上来说，其中碳环和杂环基团可为芳族和非芳族的。
在本发明的第三方面，本发明的位于阴极和发光层之间的另外层包含(a)10％体积或以上的碳环稠环芳族化合物和(b)式(4′)表示的环金属化络合物，其中M表示周期表IA、IIA、IIIA和IIB族元素，且其中所述环金属化络合物不包含8-喹啉酚根配体。本发明第二方面的可用的实施方案包括式(4′)的那些络合物，其中M表示选自碱或碱土元素的金属。本发明该方面的特别有用的实施方案为M为Li+。
本发明该方面的特别有用的实施方案为另外层包含大于10％体积的碳环稠环芳族化合物。在一个理想的实施方案中，所述碳环化合物为并四苯化合物，例如红荧烯或蒽化合物。可用于本发明第三方面的特别有用的碳环稠环芳族化合物可选自式(1)、(2)和(3)。
满足式(4′)要求的特别有用的环金属化络合物的实例见实例MC-20、MC-28、MC-29和MC-30。应注意到环金属化的化合物不局限于这些实例，而是可为满足式(4′)的要求且说明本发明优点的任何实例。
在本发明的第四方面，本发明的位于阴极和发光层之间的另外层包含单一的式(4′)表示的环金属化络合物，其中M表示周期表IA、IIA、IIIA和IIB族元素，且其中所述环金属化络合物不包含8-喹啉酚根配体。本发明的第四方面的可用的实施方案包括式(4′)的那些络合物，其中M表示选自碱或碱土元素的金属。当式(4′)中的M为Li+时，形成本发明该方面的各实施方案的另外的可用的环金属化络合物。满足式(4′)要求的环金属化络合物的具体实例见实例MC-20、MC-28、MC-29和MC-30。
在另外层中含有单一的式(4′)表示的环金属化络合物，且在发光层中含有最高达10％体积的至少一种式(3)的蒽主体化合物的OLED器件为本发明该方面特别可用的器件。用于发光层的式(3)的可用的蒽主体化合物见实例Cpd-8、Cpd-9、Cpd-10、Cpd-12和Cpd-13。
在制造本发明第四方面的OLED器件的各实例中，可独立选择式(4′)和(3)的化合物分别用于器件的另外层和发光层。
应注意到环金属化的化合物和蒽主体不局限于本发明该方面的这些实例，而是可为满足式(4′)和(3)的要求且说明本发明优点的任何实例。
在本发明的第五方面，所述OLED器件包括位于阴极和发光层之间的另外层，所述另外层包含(a)10％体积或以上的碳环稠环芳族化合物和(b)至少一种周期表IA、IIA、IIIA和IIB族元素的盐或络合物。本发明该方面的优选的盐或络合物包含碱金属或碱土金属。所述器件还包括位于阳极和发光层之间的附加层，且所述附加层包含式(8)的化合物。
在式(8)中，R独立表示氢或独立选择的取代基，至少一个R表示Hammett参数值σ为至少0.3的吸电子取代基。
对于Hammett参数值σ的解释以及各取代基的该值的列表参见C.Hansch，A.Leo，D.Hoekman；Exploring QSAR：Hydrophobic，Electronic and Steric Constants.American Chemical Society：Washington，DC 1995。还参见C.Hansch，A.Leo；Exploring QSAR：Fundamentals and Applications in Chemistry and Biology.AmericanChemical Society：Washington，DC 1995。
在一个理想的实施方案中，所述另外层中的碳环化合物为并四苯化合物，例如红荧烯或蒽化合物。可用于本发明第五方面的特别有用的碳环稠环芳族化合物可选自式(1)、(2)和(3)，且在另外层中存在的量可大于层的10％体积。用于本发明该方面的碱金属和碱土金属的可用的盐和络合物见述于本申请中基于式(4)、(4′)、(5)、(6)和(7)的络合物。
在本发明第五方面的一个实施方案中，式(8)的R各自独立选自氢、C1-C12烃、卤素、烷氧基、芳基胺、酯、酰胺、芳族碳环、芳族杂环、硝基、腈、磺酰基、亚砜、磺酰胺、磺酸酯和三氟甲基。特别有用的R基团独立选自腈、硝基、酯和酰胺。当另外层与空穴传输层相邻时，实现本发明该方面的另外的可用的实施方案。用于附加层的具体化合物如下所示：
在本发明的第六方面，本发明的OLED器件按次序包括阴极、发光层和阳极，且包括(i)在发光层中的至少一种选自含单苯乙烯基的胺、含二苯乙烯基的胺、含三苯乙烯基的胺和含四苯乙烯基的胺化合物的发光化合物和(ii)位于阴极和发光层之间的另外层，所述另外层包含(a)10％体积或以上的碳环稠环芳族化合物和(b)至少一种周期表IA、IIA、IIIA和IIB族元素的盐或络合物。本发明该方面的优选的盐或络合物包含碱金属或碱土金属。
式(9)表示用于发光层的本发明该方面的单-、二-、三-和四苯乙烯基化合物的可用的实施方案。
在式(9)中，Ar5、Ar6和Ar7各自表示独立选择的包含6-40个碳原子的取代或未取代的芳族碳环基团，其中Ar5、Ar6和Ar7中至少一个包含苯乙烯基。苯乙烯基的数目为1-4，且g为选自1-4的整数。
式(10)表示用于发光层的本发明该方面的单-、二-、三-和四苯乙烯基化合物的其他可用的实施方案。
在式(10)中，Ar8、Ar9、Ar11、Ar13和Ar14各自独立表示具有6-40个碳原子的取代或未取代的一价基团，Ar10和Ar12各自独立表示具有6-40个碳原子的取代或未取代的二价基团。至少一个Ar8-Ar12表示的基团包含苯乙烯基。在式(10)中，a和d各自表示0-2的整数；b和c各自表示1-2的整数；且苯乙烯基的数目为1-4。
就本发明的目的而言，术语“苯乙烯基”为衍生自化学品苯乙烯的基团PhCH＝CH-。苯乙烯基(styryl)(也称为2-苯基乙烯基、苯乙烯基(cinnamenyl))和亚苯乙烯基(styrylene)的定义可见Grant & Hackh′sChemical Dictionary，第5版，McGraw-Hill Book Company，第557-558页。同样，就本发明的其他目的而言，用于本发明的苯乙烯基可进一步被取代。
本发明该方面的可用的实施方案为另外层包含大于10％体积的碳环稠环芳族化合物。在一个理想的实施方案中，所述碳环化合物为并四苯化合物，例如红荧烯或蒽化合物。可用于本发明第三方面的特别有用的碳环稠环芳族化合物可选自式(1)、(2)和(3)。
本发明第六方面的可用的实施方案为另外层包含式(4)、(4′)、(5)、(6)和(7)的络合物，其中M表示选自碱或碱土元素的金属。本发明该方面的特别有用的实施方案为式(4)、(4′)、(5)和(6)中的M为Li+。当式(6)中的M为Li+时，形成可用的金属络合物，得到式(7)表示的乙酰丙酮化锂及其衍生物。
满足式(4)、(4′)、(5)、(6)和(7)要求的盐或络合物的具体实例见实例MC-20、MC-28、MC-29和MC-30。应注意到盐或络合物不局限于这些实施例，而是可为满足式(4)、(4′)、(5)，(6)和(7)的要求且说明本发明优点的任何实例。
可通过仔细选择主体和掺杂剂(也称为发光材料)来构造本发明所有方面的OLED器件的结构，因此可制成发蓝光、绿光、红光或白光的器件。此外，在所有上述方面，本发明的层或另外层可发光，例如在产生白光的EL器件的情况下，所述器件包括两层发光层。在另一个实施方案中，所述层或另外层不发光。不发光是指层不发射足量的光。适宜地是，该层发射小于5％或甚至小于1％的光，且最好根本不发光。
在本发明所有方面的一个实施方案中，所述层或另外层与阴极相邻且用作电子传输层。在本发明所有方面的另一个实施方案中，所述层或另外层与电子注入层相邻，该电子注入层与阴极相邻。电子注入层包括在US 5,608,287、5,776,622、5,776,623、6,137,223和6,140,763中教导的那些电子注入层。电子注入层通常由功函数小于4.2eV的电子注入材料或功函数小于4.2eV的金属的盐组成。可使用包含低功函数的碱金属或碱土金属(例如Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Mg、Sr和Ba)的薄膜，此外，掺杂这些低功函数金属的有机材料也可有效地用作电子注入层。其实例有掺杂Li的Alq或掺杂Cs的Alq。在一个合适的实施方案中，电子注入层包含碱金属和碱土金属无机盐，包括其氧化物。电子注入层还包含碱金属和碱土金属有机盐和络合物。实际上，可在器件中被还原以释放其游离本体或瞬时种类形式的游离金属的任何金属盐或化合物可用于电子注入层。其实例有氟化锂(LiF)、氟化钠(NaF)、氟化铯(CsF)、氧化锂(Li2O)、乙酰丙酮化锂(Liacac)、苯甲酸锂、苯甲酸钾、乙酸锂和甲酸锂。在实践中，电子注入层通常为沉积为合适厚度的薄界面层，厚度为0.1-10.0nm，但更通常为0.1-5.0nm。在该厚度范围内的界面电子注入层有效地将电子注入本发明的层或另外层。任选本发明可省略电子注入层。
除非另外说明，否则当所述碳环芳族稠环化合物存在于本发明不同方面的层或另外层时，可为层体积的10％或以上。在一个实施方案中，所述碳环化合物为层体积的20％、40％、50％或甚至60％或以上。在本发明的另一个常用的实施方案中，所述化合物小于层的90％、80％、70％或甚至低于60％或以下。在一个合适的常用的实施方案中，所述化合物为本发明层体积的15-95％，或通常为25％-90％，且通常为50-80％。用于本发明的可用的碳环芳族稠环化合物的实例如下所示：
当所述碳环芳族稠环化合物存在于本发明不同方面的本发明的层或另外层时，所述层还包含至少一种包含选自周期表IA、IIA、IIIA或IIB族元素的离子(但优选碱金属或碱土金属的离子)的盐或络合物，或功函数小于4.2eV的金属的盐，其中金属的电荷为+1或+2。本发明的其他常用的实施方案包括其中在层中存在多于一种盐或络合物或盐和络合物的混合物的方案。所述盐可为可在器件中被还原为游离本体或瞬时种类形式的游离金属的碱金属或碱土金属的任何有机或无机盐或氧化物。可存在的络合物或盐为碳环芳族稠环化合物的余量。其实例包括但不局限于碱和碱土卤化物包括氟化锂(LiF)、氟化钠(NaF)、氟化铯(CsF)、氟化钙(CaF2)、氧化锂(Li2O)、乙酰丙酮化锂(Liacac)、苯甲酸锂、苯甲酸钾、乙酸锂和甲酸锂。实例MC-1至MC-30为用于本发明的可用的盐或络合物的其他实例。
理想情况下，存在于层中的金属络合物的量为至少1％，更通常为5％或以上，且通常为10％或甚至20％体积或以上。在一个实施方案中，存在的络合物为层体积的20-60％。总之，络合物或盐可为碳环芳族稠环化合物的余量。
在本发明的另一个方面，本发明的层还包含功函数小于4.2eV的元素金属。功函数的定义可见CRC Handbook of Chemistry andPhysics(化学和物理CRC手册)，第70版，1989-1990，CRC Press Inc.，第F-132页，各种金属功函数的列表可见第E-93和E-94页。这种金属的典型的实例包括Li、Na、K、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Y、La、Sm、Gd、Yb。在一个理想的实施方案中，所述金属为Li。
当层中包含元素金属时，通常元素金属存在的量为层中材料总体积的0.1％-15％，通常为0.1％-10％，且通常为1-5％。
在本发明描述的所有方面中，附加层位于阳极和发光层之间，且在本发明的第五方面，附加层包含式(8)的化合物，在本发明的第一、第二、第三、第四、第五和第六方面，该附加层还可掺入作为阳极和发光层之间的附加层。化合物Dpq-1、Dpq-2、Dpq-3和Dpq-4为可用于附加层的具体实例。当附加层与空穴传输层相邻时，实现本发明的第一、第二、第三、第四、第五和第六方面的另外的可用的实施方案。
在本发明描述的所有方面中，应理解的是，本发明的层、另外层和附加层施用于通过荧光和磷光发光的OLED器件。换言之，就性质上来说，OLED器件可为三线态或单线态的。荧光和磷光器件均可实现本发明的优点。
本发明层的厚度可为0.5-200nm，适宜为2-100nm，最好为5-50nm。
本发明的其他实施方案的OLED器件为多层电致发光器件，所述器件按次序包括阴极、发光层和阳极以及位于阴极和发光层之间的(A)第一层和(B)附加层，所述第一层包含(a)10％体积或以上的稠环芳族化合物和(b)至少一种碱金属或碱土金属的盐或络合物，所述附加层包含碱金属或碱土金属的络合物。
所述稠环芳族化合物的一个实施方案用式(3)表示：
其中W1-W10独立表示氢或独立选择的取代基。在所述稠环芳族化合物的另一个实施方案中，W9和W10独立选自苯基、联苯基、萘基和蒽基，W1-W8独立选自氢、烷基和苯基。
所述蒽类化合物的示例性的实例如下所示：
所述稠环芳族化合物的一个实施方案用式(1)表示：
其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11和R12独立选自氢和取代基，条件是任何所述取代基可结合形成其他稠环。
所述稠环芳族化合物的另一个实施方案用式(2)表示：
其中Ar1-Ar4表示独立选择的芳族基团；R1-R4表示氢或独立选择的取代基。
碱金属或碱土金属的合适的络合物的一个实施方案用式(4′)表示：
其中Z和虚线弧表示与M一起形成5-元或6-元环所需的两个或三个原子和键；各A表示H或取代基，各B表示Z原子上独立选择的取代基，条件是两个或多个取代基可结合形成稠环或稠环体系；j为0-3，k为1或2；M表示周期表IA、IIA、IIIA和IIB族元素；m和n为独立选择的整数，选择m和n使得络合物上的电荷为中性。
碱金属或碱土金属的合适的络合物的另一个实施方案用式(5)表示：
其中各ra和rb表示独立选择的取代基，条件是两个取代基可结合形成环；s为0-3；t为0-3；n为整数。
碱金属或碱土金属的合适的络合物的另一个实施方案用式(11)表示：
其中各ra和rb表示独立选择的取代基，条件是两个取代基可结合形成环；s为0-3；t为0-3；n为整数。
所述发光层的一个实施方案包含第一蒽类化合物和至少一种掺杂剂，且所述稠环芳族化合物为第二蒽类化合物。
第一和第二蒽类化合物的一个实施方案独立用式(12)表示：
其中Ar2、Ar9和Ar10独立表示芳基；v1、v3、v4、v5、v6、v7和v8独立表示氢或取代基。
第一和第二蒽类化合物的示例性的实例如下所示：
在一个实施方案中，发光层中的掺杂剂选自香豆素、若丹明、喹吖啶酮或蒽的衍生物。
发光层中的掺杂剂的示例性的实例如下所示：
和
发光层中的掺杂剂的另一个实施方案表示如下：
其中Ar1-Ar6独立表示芳基；v1-v7独立表示氢或取代基。
发光层中的掺杂剂的其他示例性的实例如下所示：
除非另外说明，否则术语“取代的”或“取代基”是指除了氢以外的任何基团或原子。此外，当使用术语“基团”时，是指当取代基包含可被代替的氢时，还预期不仅包括取代基的未取代的形式，而且还包括其进一步被本文提及的任何取代基或基团取代的形式，只要取代基不破坏器件使用所需的性能即可。适宜的是，取代基可为卤素或可通过碳、硅、氧、氮、磷、硫、硒或硼原子与分子的其余部分相连。所述取代基可例如为卤素，例如氯、溴或氟；硝基；羟基；氰基；羧基；或可进一步被取代的基团，例如烷基，包括直链或支链或环状烷基，例如甲基、三氟甲基、乙基、叔丁基、3-(2，4-二叔戊基苯氧基)丙基和十四烷基；烯基，例如乙烯基、2-丁烯基；烷氧基，例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、2-甲氧基乙氧基、仲丁氧基、己氧基、2-乙基己氧基、十四烷氧基、2-(2，4-二叔戊基苯氧基)乙氧基和2-十二烷氧基乙氧基；芳基，例如苯基、4-叔丁基苯基、2，4，6-三甲基苯基、萘基；芳氧基，例如苯氧基、2-甲基苯氧基、α-或β-萘氧基和4-甲苯氧基；碳酰氨基，例如乙酰氨基、苯甲酰氨基、丁酰氨基、十四烷酰氨基、α-(2，4-二叔戊基-苯氧基)乙酰氨基、α-(2，4-二叔戊基苯氧基)丁酰氨基、α-(3-十五烷基苯氧基)-己酰氨基、α-(4-羟基-3-叔丁基苯氧基)-十四烷酰氨基、2-氧代-吡咯烷-1-基、2-氧代-5-十四烷基吡咯啉-1-基、N-甲基十四烷酰氨基、N-琥珀酰亚氨基、N-苯二甲酰亚氨基、2，5-二氧代-1-噁唑烷基、3-十二烷基-2，5-二氧代-1-咪唑基和N-乙酰基-N-十二烷基氨基、乙氧基羰基氨基、苯氧基羰基氨基、苄氧基羰基氨基、十六烷氧基羰基氨基、2，4-二叔丁基苯氧基羰基氨基、苯基羰基氨基、2，5-(二叔戊基苯基)羰基氨基、对十二烷基-苯基羰基氨基、对甲苯基羰基氨基、N-甲基脲基、N，N-二甲基脲基、N-甲基-N-十二烷基脲基、N-十六烷基脲基、N，N-二(十八烷基)脲基、N，N-二辛基-N′-乙基脲基、N-苯基脲基、N，N-二苯基脲基、N-苯基-N-对甲苯基脲基、N-(间十六烷基苯基)脲基、N，N-(2，5-二叔戊基苯基)-N′-乙基脲基和叔丁基甲酰氨基；磺酰胺，例如甲基磺酰氨基、苯磺酰氨基、对甲苯磺酰氨基、对十二烷基苯磺酰氨基、N-甲基十四烷基磺酰氨基、N，N-二丙基氨磺酰基氨基和十六烷基磺酰氨基；氨磺酰基，例如N-甲基氨磺酰基、N-乙基氨磺酰基、N，N-二丙基氨磺酰基、N-十六烷基氨磺酰基、N，N-二甲基氨磺酰基、N-[3-(十二烷氧基)丙基]氨磺酰基、N-[4-(2，4-二叔戊基苯氧基)丁基]氨磺酰基、N-甲基-N-十四烷基氨磺酰基和N-十二烷基氨磺酰基；氨基甲酰基，例如N-甲基氨基甲酰基、N，N-二丁基氨基甲酰基、N-十八烷基氨基甲酰基、N-[4-(2，4-二叔戊基苯氧基)丁基]氨基甲酰基、N-甲基-N-十四烷基氨基甲酰基和N，N-二辛基氨基甲酰基；酰基，例如乙酰基、(2，4-二叔戊基苯氧基)乙酰基、苯氧基羰基、对十二烷氧基苯氧基羰基、甲氧基羰基、丁氧基羰基、十四烷氧基羰基、乙氧基羰基、苄氧基羰基、3-十五烷氧基羰基和十二烷氧基羰基；磺酰基，例如甲氧基磺酰基、辛氧基磺酰基、十四烷氧基磺酰基、2-乙基己氧基磺酰基、苯氧基磺酰基、2，4-二叔戊基苯氧基磺酰基、甲磺酰基、辛基磺酰基、2-乙基己基磺酰基、十二烷基磺酰基、十六烷基磺酰基、苯基磺酰基、4-壬基苯基磺酰基和对甲苯基磺酰基；磺酰氧基，例如十二烷基磺酰氧基和十六烷基磺酰氧基；亚硫酰基，例如甲基亚硫酰基、辛基亚硫酰基、2-乙基己基亚硫酰基、十二烷基亚硫酰基、十六烷基亚硫酰基、苯基亚硫酰基、4-壬基苯基亚硫酰基和对甲苯基亚硫酰基；烃硫基，例如乙硫基、辛硫基、苄硫基、十四烷硫基、2-(2，4-二叔戊基苯氧基)乙硫基、苯硫基、2-丁氧基-5-叔辛基苯硫基和对甲苯硫基；酰氧基，例如乙酰氧基、苯甲酰氧基、十八烷酰氧基、对十二烷基酰氨基苯甲酰氧基、N-苯基氨基甲酰氧基、N-乙基氨基甲酰氧基和环己基羰氧基；胺，例如苯基苯胺基、2-氯苯胺基、二乙胺、十二烷基胺；亚氨基，例如1(N-苯基亚氨基)乙基、N-琥珀酰亚氨基或3-苄基乙内酰脲基；磷酸酯，例如磷酸二甲酯和磷酸乙酯丁酯；亚磷酸酯，例如亚磷酸二乙酯和亚磷酸二己酯；杂环基团、杂环氧基或杂环硫基，各自可被取代且包含由碳原子和至少一个选自氧、氮、硫、磷或硼的杂原子组成的3-7元杂环。例如2-呋喃基、2-噻吩基、2-苯并咪唑氧基或2-苯并噻唑基；季铵，例如三乙基铵；季鏻，例如三苯基鏻；和甲硅烷氧基，例如三甲基甲硅烷氧基。
如果需要，取代基本身可进一步被所述取代基取代一次或多次。本领域技术人员可选择使用的具体取代基以达到具体应用所需的性能，所述取代基的实例有吸电子基团、给电子基团和位阻基团。当一个分子可具有两个或多个取代基时，除非另外说明，否则各取代基可结合在一起形成环(例如稠环)。通常上述基团及其取代基可包括具有最高达48个碳原子，通常为1-36个碳原子，且通常小于24个碳原子的那些基团，但根据所选的具体的取代基，碳原子数目可更大。
通用的器件结构
本发明可用于使用小分子材料、低聚物材料、聚合物材料或其组合的许多EL器件配置。这些配置包括从包括单一阳极和阴极的非常简单的结构至较复杂的器件，例如包含正交排列的阳极和阴极以形成象素的无源矩阵显示器和例如使用薄膜晶体管(TFT)独立控制各象素的有源矩阵显示器。
存在许多本发明可在其中成功实践的有机层配置。OLED的基本要求是阳极、阴极和位于阳极和阴极之间的有机发光层。可使用附加层，这点在下文中更充分地描述。
本发明的且特别可用于小分子器件的典型结构示于图中，包括基板101、阳极103、空穴注入层105、空穴传输层107、发光层109、电子传输层111、电子注入层112和阴极113。以下详述这些层。注意基板101或者可与阴极113相邻，或者基板101可实际上构成阳极103或阴极113。位于阳极103和阴极113之间的有机层方便地称为有机EL元件。同样，希望有机层总的组合厚度小于500nm。如果器件包含磷光材料，可存在位于发光层和电子传输层之间的空穴阻挡层。
OLED的阳极103和阴极113通过电导体160与电压/电流源150相连。通过在阳极103和阴极113之间施加电位使OLED工作，使得阳极103的电位比阴极113更正。空穴从阳极103注入有机EL元件，电子从阴极113注入有机EL元件。OLED在交流模式下工作时，有时可使器件的稳定性提高，在交流循环的某些时间内，电位偏差反转且没有电流流动。交流驱动的OLED的一个实例见述于US 5,552,678。
基板
本发明的OLED器件通常在支撑基板101上提供，其中阴极113或阳极103可与基板接触。与基板101接触的电极方便地称为底电极。按照常规，底电极为阳极103，但本发明不局限于那种配置。根据预期的发光方向，基板101可为透光或不透明的。为了通过基板101观察EL发光，需要透光性能。在这种情况下，通常使用透明的玻璃或塑料。基板101可为包含多层材料的复杂结构。有源矩阵基板通常是这种情况，其中在OLED层下提供TFT。还必要的是至少在发光象素化区域内的基板101包含很大程度上透明的材料，例如玻璃或聚合物。对于其中通过顶电极观察EL发光的应用，底部载体的透射特性不重要，因此基板可透光、吸光或反光。用于这种情况下的基板包括但不局限于玻璃、塑料、半导体材料例如硅、陶瓷和电路板材料。同样，基板101可为包含多层材料的复杂结构，例如参见有源矩阵TFT设计。需要在这些器件配置中提供对光透明的顶电极。
阳极
当需要通过阳极观察电致发光(EL)时，阳极103应对所关注的发光透明或基本透明。用于本发明的常用的透明的阳极材料为氧化锡铟(ITO)，氧化锌铟(IZO)和氧化锡，但可使用的其他金属氧化物包括但不局限于掺杂铝或掺杂铟的氧化锌、氧化铟镁和氧化钨镍。除了这些氧化物以外，金属氮化物(例如氮化镓)和金属硒化物(例如硒化锌)以及金属硫化物(例如硫化锌)可用作阳极103。对于其中仅通过阴极113观察EL发光的应用，阳极103的透射特性不重要，且可使用透明、不透明或反射的任何导电材料。用于这种应用的导体的实例包括但不局限于金、铱、钼、钯和铂。通常的阳极材料为透射的或者功函数为4.1eV或以上。通常通过任何合适的方式(例如蒸发、溅射、化学蒸气沉积或电化学方式)沉积所需的阳极材料。可使用众所周知的光刻法使阳极形成图案。任选在施用其他层之前将阳极抛光，以降低表面粗糙度，使得短路的可能性最小或提高反射率。
阴极
当仅通过阳极103观察发光时，用于本发明的阴极113可包含几乎任何导电材料。理想的材料具有良好的成膜性能，以确保与下面的有机层接触良好，促进在低电压下电子注入且具有良好的稳定性。可用的阴极材料通常包含低功函数金属(＜4.0eV)或金属合金。如美国专利4,885,221所述，一种可用的阴极材料包含Mg:Ag合金，其中银的百分比为1-20％。另一类合适的阴极材料包括包含阴极和与有机层(例如电子传输层(ETL))接触的薄电子注入层(EIL)的双层，阴极上盖有较厚的导电金属层。本文中，优选EIL包含低功函数金属或金属盐，如果是这样，较厚的覆盖层不必具有低功函数。如美国专利5,677,572所述，这样的阴极包含薄的LiF层，随后是较厚的Al层。掺杂碱金属的ETL材料(例如掺杂Li的Alq)为可用的EIL的另一个实例。其他可用的阴极材料组包括但不局限于美国专利5,059,861、5,059,862和6,140,763中所述的那些物质。
当通过阴极观察发光时，阴极113必须为透明或几乎透明的。对于这种应用，金属必须薄或必须使用透明的导电氧化物或这些材料的组合。光学透明的阴极在以下文献中有更详细的描述：US 4,885,211、US 5,247,190、JP 3,234,963、US 5,703,436、US 5,608,287、US5,837,391、US 5,677,572、US 5,776,622、US 5,776,623、US 5,714,838、US 5,969,474、US 5,739,545、US 5,981,306、US 6,137,223、US6,140,763、US 6,172,459、EP 1076368、US 6,278,236和US6,284,3936。通常通过任何合适的方法(例如蒸发、溅射或化学蒸气沉积)沉积阴极材料。如果需要，可通过许多众所周知方法形成图案，所述方法包括但不局限于US 5,276,380和EP 0 732 868所述的掩模沉积(through-mask deposition)、整体遮蔽掩模(integral shadow masking)、激光烧蚀和选择性化学蒸气沉积。
空穴注入层(HIL)
根据本发明的各方面，所述器件可包括本发明的HIL或本领域已知的HIL或二者。可在阳极103和空穴传输层107之间提供空穴注入层105。空穴注入层可用于改进随后的有机层的成膜性能和促进空穴注入空穴传输层107。用于空穴注入层105的合适的材料包括但不局限于US 4,720,432所述的卟啉化合物、US 6,208,075所述的等离子体沉积的氟碳化合物聚合物和某些芳族胺，例如MTDATA(4，4′，4″-三[(3-甲基苯基)苯基氨基]三苯基胺)。据报道可用于有机EL器件的可选的空穴注入材料见述于EP 0 891 121 A1和EP 1 029 909 A1。空穴注入层方便地用于本发明，且最好为等离子体沉积的氟碳化合物聚合物。包含等离子体沉积的氟碳化合物聚合物的空穴注入层的厚度可为0.2nm-15nm，适宜地为0.3-1.5nm。
空穴传输层(HTL)
虽然不总是必需，但在OLED器件中通常可包括空穴传输层。有机EL器件的空穴传输层107包含至少一种空穴传输化合物，例如芳族叔胺。芳族叔胺应理解为是一种包含至少一个仅与碳原子相连的三价氮原子的化合物，其中至少一个该碳原子为芳环的一员。芳族叔胺的一种形式可为芳基胺，例如单芳基胺、二芳基胺、三芳基胺或聚合物芳基胺。在Klupfel等的US 3,180,730中描述了示例性的单体三芳基胺。被一个或多个乙烯基取代和/或包含至少一个活性含氢基团的其他合适的三芳基胺公开于Brantley等的US 3,567,450和US3,658,520。
一类更优选的芳族叔胺为如US 4,720,432和US 5,061,569中所述的包含至少两个芳族叔胺部分的物质。这种化合物包括结构式(A)表示的那些化合物。
其中Q1和Q2为独立选择的芳族叔胺部分，G为连接基团，例如碳-碳键的亚芳基、亚环烷基或亚烷基。在一个实施方案中，Q1或Q2中至少一个包含多环稠环结构，例如萘。当G为芳基时，适宜(conveniently)为亚苯基、亚联苯基或亚萘基(naphthalene)部分。
满足结构式(A)且包含两个三芳基胺部分的一类可用的三芳基胺用结构式(B)表示：
其中
R1和R2各自独立表示氢原子、芳基或烷基，或者R1和R2一起表示组成环烷基的原子；和
R3和R4各自独立表示如结构式(C)所示的进一步被二芳基取代的氨基取代的芳基：
其中R5和R6为独立选择的芳基。在一个实施方案中，R5或R6中至少一个包含多环稠环结构，例如萘。
另一类芳族叔胺为四芳基二胺。理想的四芳基二胺包含通过亚芳基连接的两个例如如式(C)所示的二芳基氨基。可用的四芳基二胺包括式(D)表示的那些物质。
其中
各Are为独立选择的亚芳基，例如亚苯基或亚蒽基(anthracene)部分，
n为1-4的整数，和
Ar、R7、R8和R9为独立选择的芳基。
在一个典型的实施方案中，Ar、R7、R8和R9中至少一个为多环稠环结构，例如萘。
以上结构式(A)、(B)、(C)、(D)的各种烷基、亚烷基、芳基和亚芳基部分可各自进一步被取代。通常的取代基包括烷基、烷氧基、芳基、芳氧基和卤素例如氟、氯和溴。各种烷基和亚烷基部分通常包含1-6个碳原子。所述环烷基部分可包含3-10个碳原子，但通常包含5、6或7个环碳原子，例如环戊基、环己基和环庚基环结构。所述芳基和亚芳基部分通常为苯基和亚苯基部分。
可由单一的叔胺化合物或这种化合物的混合物形成空穴传输层。具体地讲，可将三芳基胺(例如满足式(B)的三芳基胺)与四芳基二胺(例如如式(D)所示)组合使用。可用的芳族叔胺的实例如下所示：
1，1-双(4-二-对甲苯基氨基苯基)环己烷(TAPC)
1，1-双(4-二-对甲苯基氨基苯基)-4-甲基环己烷
1，1-双(4-二-对甲苯基氨基苯基)-4-苯基环己烷
1，1-双(4-二-对甲苯基氨基苯基)-3-苯基丙烷(TAPPP)
N，N，N′，N′-四苯基-4，4′″-二氨基-1，1′：4，1″：4″，1′″-四联苯
双(4-二甲基氨基-2-甲基苯基)苯基甲烷
1，4-双[2-[4-[N，N-二(对甲苯基)氨基]苯基]乙烯基]苯(BDTAPVB)
N，N，N′，N′-四-对甲苯基-4，4′-二氨基联苯(TTB)
N，N，N′，N′-四苯基-4，4′-二氨基联苯
N，N，N′，N′-四-1-萘基-4，4′-二氨基联苯
N，N，N′，N′-四-2-萘基-4，4′-二氨基联苯
N-苯基咔唑
4，4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(NPB)
4，4′-双[N-(1-萘基)-N-(2-萘基)氨基]联苯(TNB)
4，4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]对三联苯
4，4′-双[N-(2-萘基)-N-苯基氨基]联苯
4，4′-双[N-(3-苊基)-N-苯基氨基]联苯
1，5-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]萘
4，4′-双[N-(9-蒽基)-N-苯基氨基]联苯
4，4′-双[N-(1-蒽基)-N-苯基氨基]-对三联苯
4，4′-双[N-(2-菲基)-N-苯基氨基]联苯
4，4′-双[N-(8-荧蒽基)-N-苯基氨基]联苯
4，4′-双[N-(2-芘基)-N-苯基氨基]联苯
4，4′-双[N-(2-并四苯基)-N-苯基氨基]联苯
4，4′-双[N-(2-苝基)-N-苯基氨基]联苯
4，4′-双[N-(1-蒄基)-N-苯基氨基]联苯
2，6-双(二-对甲苯基氨基)萘
2，6-双[二-(1-萘基)氨基]萘
2，6-双[N-(1-萘基)-N-(2-萘基)氨基]萘
N，N，N′，N′-四(2-萘基)-4，4″-二氨基-对三联苯
4，4′-双{N-苯基-N-[4-(1-萘基)-苯基]氨基}联苯
2，6-双[N，N-二(2-萘基)氨基]芴
4，4′，4″-三[(3-甲基苯基)苯基氨基]三苯胺(MTDATA)
4，4′-双[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]联苯(TPD)
另一类可用的空穴传输材料包括EP 1 009 041所述的多环芳族化合物。可使用含有多于两个胺基团的芳族叔胺，包括低聚物材料。此外，可使用聚合物空穴传输材料，例如聚(N-乙烯基咔唑)(PVK)、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺和共聚物例如聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)/聚(4-苯乙烯磺酸盐)(也称为PEDOT/PSS)。空穴传输层还可包含不同组成的两个或多个亚层(sublayer)，各亚层的组成如上所述。空穴传输层的厚度可为10-500nm，适宜地为50-300nm。
发光层(LEL)
如美国专利4,769,292和5,935,721充分描述，有机EL元件的发光层(LEL)包含发光材料，其中由于电子-空穴对复合而电致发光。所述发光层可包含单一的材料，但在主要自发光材料发光且发出的光可为任何颜色的情况下，更通常由掺杂一种或多种客体发光材料的主体材料组成。发光层中的主体材料可为如下定义的电子传输材料、如上定义的空穴传输材料或另一种材料或支持空穴-电子复合的材料的组合。通常掺入为主体材料0.01-10％重量的荧光发光材料。
主体材料和发光材料可为非聚合物小分子或聚合物材料，例如聚芴和聚乙烯基亚芳基(例如聚(对亚苯基亚乙烯基)，PPV)。在为聚合物的情况下，小分子发光材料可以分子方式分散于聚合物主体中，或者可通过将次要组分共聚在主体聚合物中以加入发光材料。可将各种主体材料混合在一起以改进成膜性、电性能、发光效率、工作寿命或可制造性。所述主体可包括具有良好的空穴传输性能的材料和具有良好的电子传输性能的材料。
选择荧光材料作为客体发光材料的重要的关系是比较主体和荧光材料的激发的单线态能量。荧光材料的激发的单线态能量低于主体材料的单线态能量是非常理想的。激发的单线态能量定义为发射单线态与基态之间的能量差。对于非发射主体材料，认为与基态具有相同电子旋转的最低激发态为发射态。
已知可使用的主体和发光材料包括但不局限于以下专利所公开的物质：US 4,768,292、US 5,141,671、US 5,150,006、US 5,151,629、US 5,405,709、US 5,484,922、US 5,593,788、US 5,645,948、US5,683,823、US 5,755,999、US 5,928,802、US 5,935,720、US 5,935,721和US 6,020,078。
8-羟基喹啉的金属络合物及类似的衍生物(也称为金属螯合的喔星类化合物(式E))组成一类能支持电致发光且特别适于发射波长大于500nm的光(例如绿光、黄光、橙光和红光)的可用的主体化合物。
其中
M表示金属；
n为1-4的整数；和
Z每次出现时独立表示组成具有至少两个稠合芳环的核的原子。
根据以上显而易见的是，所述金属可为一价、二价、三价或四价金属。所述金属可例如为碱金属，例如锂、钠或钾；碱土金属，例如镁或钙；三价金属，例如铝或镓；或另一种金属，例如锌或锆。通常可使用已知为可用的螯合金属的任何一价、二价、三价或四价金属。
Z组成包含至少两个稠合芳环的杂环核，其中至少一个为唑(azole)或嗪(azine)环。如果需要，另外的环(包括脂族环和芳环)可与两个所需的环稠合。为了避免增加分子体积而不改进功能，环原子数通常保持在18或以下。
可用的螯合的喔星类化合物的实例如下所示：
CO-1：三喔星铝[别名，三(8-喹啉酚根)合铝(III)]
CO-2：二喔星镁[别名，双(8-喹啉酚根)合镁(II)]
CO-3：双[苯并{f}-8-喹啉酚根]合锌(II)
CO-4：双(2-甲基-8-喹啉酚根)合铝(III)-□-氧代-双(2-甲基-8-喹啉酚根)合铝(III)
CO-5：三喔星铟[别名，三(8-喹啉酚根)合铟]
CO-6：三(5-甲基喔星)铝[别名，三(5-甲基-8-喹啉酚根)合铝(III)]
CO-7：喔星锂[别名，(8-喹啉酚根)合锂(I)]
CO-8：喔星镓[别名，三(8-喹啉酚根)合镓(III)]
CO-9：喔星锆[别名，四(8-喹啉酚根)合锆(IV)]
9，10-二-(2-萘基)蒽(式F1)的衍生物组成一类能支持电致发光且特别适于发射波长大于400nm的光(例如蓝光、绿光、黄光、橙光或红光)的可用的主体材料。
其中：R1、R2、R3、R4、R5和R6表示在各环上的一个或多个取代基，其中各取代基各自选自以下基团：
基团1：氢或具有1-24个碳原子的烷基；
基团2：具有5-20个碳原子的芳基或取代的芳基；
基团3：组成蒽基、芘基或苝基的稠合芳环所需的4-24个碳原子；
基团4：组成呋喃基、噻吩基、吡啶基、喹啉基或其他杂环体系的稠合杂芳环所需的具有5-24个碳原子的杂芳基或取代的杂芳基；
基团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
基团6：氟、氯、溴或氰基。
示例性的实例包括9，10-二-(2-萘基)蒽和2-叔丁基-9，10-二-(2-萘基)蒽。可用作LEL中的主体材料的其他蒽衍生物包括9，10-双[4-(2，2-二苯基乙烯基)苯基]蒽的衍生物。
式(F2)的单蒽衍生物也是能支持电致发光且特别适于发射波长大于400nm的光(例如蓝光、绿光、黄光、橙光或红光)的可用的主体材料。式(F3)的蒽衍生物见述于Lelia Cosimbescu等2003年10月24日提交的题为“Electroluminescent Device With Anthracene DerivativeHost(含有蒽衍生物主体材料的电致发光器件)”的共同转让的美国专利申请序列号10/693,121，该申请所公开的内容通过引用结合到本文中来，
其中：
R1-R8为H；和
R9为不包含含有脂族碳环成员的稠环的萘基，条件是R9和R10不相同且不含胺和硫化合物。适宜地是，R9为含有一个或多个其他稠环的取代的萘基，使得形成稠合芳环体系(包括菲基、芘基、荧蒽、苝)或被一个或多个取代基取代，所述取代基包括氟、氰基、羟基、烷基、烷氧基、芳氧基、芳基、杂环氧基、羧基、三甲基甲硅烷基或两个稠环的未取代的萘基。R9适宜地为在对位取代或未被取代的2-萘基或1-萘基；和
R10为不具有含有脂族碳环成员的稠环的联苯基。适宜地是，R10为取代的联苯基，使得形成稠合芳环体系(包括但不局限于萘基、菲基、苝)或被一个或多个取代基取代，所述取代基包括氟、氰基、羟基、烷基、烷氧基、芳氧基、芳基、杂环氧基、羧基、三甲基甲硅烷基或未取代的联苯基。R10适宜地为未取代或被不含稠环的另一个苯环取代的4-联苯基、3-联苯基以形成三联苯环体系或2-联苯。特别有用的为9-(2-萘基)-10-(4-联苯基)蒽。
另一类可用的蒽衍生物用通式(F3)表示
A1-L-A2 (F3)
其中A1和A2各自表示取代或未取代的单苯基蒽基或取代或未取代的二苯基蒽基，且可相同或互不相同，L表示单键或二价连接基团。
另一类可用的蒽衍生物用通式(F4)表示
A3-An-A4 (F4)
其中An表示取代或未取代的二价蒽残基，A3和A4各自表示具有6个或以上碳原子的取代或未取代的一价缩合芳环基团或取代或未取代的非缩合环芳基，且可相同或互不相同。
在美国专利6,465,115和WO 2004/018587中公开的不对称的蒽衍生物为可用的主体化合物，这些化合物用如下所示的通式(F5)和(F6)表示，并可以单独或混合物中组分形式使用：
其中：
Ar为具有10-50个核碳原子的取代或未取代的缩合芳族基团；
Ar′为具有6-50个核碳原子的取代或未取代的芳族基团；
X为具有6-50个核碳原子的取代或未取代的芳族基团、具有5-50个核碳原子的取代或未取代的芳族杂环基团、具有1-50个碳原子的取代或未取代的烷基、具有1-50个碳原子的取代或未取代的烷氧基、具有6-50个碳原子的取代或未取代的芳烷基、具有5-50个核碳原子的取代或未取代的芳氧基、具有5-50个核碳原子的取代或未取代的芳硫基、具有1-50个碳原子的取代或未取代的烷氧基羰基、羧基、卤素原子、氰基、硝基或羟基；
a、b和c为0-4的整数；n为1-3的整数；
且当n为2或以上时，如下所示括号内的式可相同或不同。
此外，本发明提供了如下所示的通式(F6)表示的蒽衍生物：
其中：
Ar为具有10-50个核碳原子的取代或未取代的缩合芳族基团；
Ar′为具有6-50个核碳原子的取代或未取代的芳族基团；
X为具有6-50个核碳原子的取代或未取代的芳族基团、具有5-50个核碳原子的取代或未取代的芳族杂环基团、具有1-50个碳原子的取代或未取代的烷基、具有1-50个碳原子的取代或未取代的烷氧基、具有6-50个碳原子的取代或未取代的芳烷基、具有5-50个核碳原子的取代或未取代的芳氧基、具有5-50个核碳原子的取代或未取代的芳硫基、具有1-50个碳原子的取代或未取代的烷氧基羰基、羧基、卤素原子、氰基、硝基或羟基；
a、b和c为0-4的整数；n为1-3的整数；和
当n为2或以上时，如下所示括号内的式可相同或不同。
用于发光层的可用的蒽材料的具体实例包括
苯并唑(benzazole)衍生物(式G)组成另一类能支持电致发光且特别适于发射波长大于400nm的光(例如蓝光、绿光、黄光、橙光或红光)的可用的主体材料。
其中：
n为3-8的整数；
Z为O、NR或S；和
R和R′各自为氢；具有1-24个碳原子的烷基，例如丙基、叔丁基、庚基等；具有5-20个碳原子的芳基或杂原子取代的芳基，例如苯基、萘基、呋喃基、噻吩基、吡啶基、喹啉基和其他杂环体系；或卤素，例如氯、氟；或组成稠合芳环所需的原子；和
L为由烷基、芳基、取代的烷基或取代的芳基组成的连接单元，将多个苯并唑连接在一起。L可与多个苯并唑共轭或不与其共轭。可用的苯并唑的实例为2，2′，2″-(1，3，5-亚苯基)三[1-苯基-1H-苯并咪唑]。
美国专利5,121,029和JP 08333569中所述的苯乙烯基亚芳基衍生物也是用于发蓝光的可用的主体材料。例如9，10-双[4-(2，2-二苯基乙烯基)苯基]蒽和4，4′-双(2，2-二苯基乙烯基)-1，1′-联苯(DPVBi)为用于发蓝光的可用的主体材料。
可用的荧光发光材料包括但不局限于以下物质的衍生物：蒽、并四苯、呫吨、苝、红荧烯、香豆素、若丹明和喹吖啶酮、二氰基亚甲基吡喃化合物、噻喃化合物、聚次甲基化合物、pyrylium和thiapyrylium化合物、芴衍生物、periflanthene衍生物、茚并苝衍生物、双(吖嗪基)亚胺硼化合物、双(吖嗪基)亚甲基化合物和carbostyryl化合物。可用的材料的示例性的实例包括但不局限于以下物质：
发光磷光材料可用于EL器件。为了方便起见，磷光络合物客体材料在本文中可称为磷光材料。磷光材料通常包含一种或多种配体，例如可通过sp2碳和杂原子与金属配位的单阴离子配体。适宜地是，配体可为苯基吡啶(ppy)或其衍生物或类似物。某些可用的磷光有机金属材料的实例有三(2-苯基吡啶-N，C2′)合铱(III)，双(2-苯基吡啶根-N，C2)合铱(III)(乙酰丙酮化物)和双(2-苯基吡啶根-N，C2′)合铂(II)。可用的是，许多磷光有机金属材料在光谱的绿色区发光，也就是说，最大发射为510-570nm。
在相同或不同层中，可单独使用磷光材料或将其他磷光材料组合使用。磷光材料和合适的主体材料见述于WO 00/57676、WO00/70655、WO 01/41512 A1、WO 02/15645 A1、US 2003/0017361 A1、WO 01/93642 A1、WO 01/39234 A2、US 6,458,475 B1、WO 02/071813A1、US 6,573,651 B2、US 2002/0197511 A1、WO 02/074015 A2、US6,451,455 B1、US 2003/0072964 A1、US 2003/0068528 A1、US6,413,656 B1、US 6,515,298 B2、US 6,451,415 B1、US 6,097,147、US2003/0124381 A1、US 2003/0059646 A1、US 2003/0054198 A1、EP 1239 526 A2、EP 1 238 981 A2、EP 1 244 155 A2、US 2002/0100906 A1、US 2003/0068526 A1、US 2003/0068535 A1、JP 2003073387A、JP 2003073388A、US 2003/0141809 A1、US 2003/0040627 A1、JP2003059667A、JP 2003073665A和US 2002/0121638 A1。
通过在环金属化配体L上适当的位置用给电子或吸电子基团取代或通过为环金属化配体L选择不同的杂环，IrL3和IrL2L′型环金属化的Ir(III)络合物例如发绿光的fac-三(2-苯基吡啶根-N，C2′)合铱(III)和双(2-苯基吡啶-N，C2′)(乙酰丙酮根)合铱(III)的发射波长可偏移。通过选择辅助配体L′也可使发射波长偏移。红色发射体的实例有双(2-(2′-苯并噻吩基)吡啶-N，C3′)(乙酰丙酮根)合铱(III)和三(2-苯基异喹啉酚根-N，C)合铱(III)。发蓝光的物质的实例有双(2-(4，6-二氟苯基)-吡啶-N，C2′)(吡啶甲酸根)合铱(III)。
还报道了使用双(2-(2′-苯并[4，5-a]噻吩基)吡啶-N，C3)(乙酰丙酮根)合铱[Btp2Ir(acac)]作为磷光材料的红色电致磷光(C.Adachi，S.Lamansky，M.A.Baldo，R.C.Kwong，M.E.Thompson和S.R.Forrest，App.Phys.Lett.，78，1622-1624(2001))。
其他重要的磷光材料包括环金属化的Pt(II)络合物，例如顺式-双(2-苯基吡啶-N，C2′)合铂(II)、顺式-双(2-(2′-噻吩基)吡啶-N，C3′)合铂(II)、顺式-双(2-(2′-噻吩基)喹啉酚根-N，C5′)合铂(II)或(2-(4，6-二氟基苯基)吡啶-N，C2′)(乙酰丙酮根)合铂(II)。Pt(II)卟啉络合物例如2，3，7，8，12，13，17，18-八乙基-21H，23H-卟吩合铂(II)也是可用的磷光材料。
可用的磷光材料的再其他的实例包括三价镧系元素例如Tb3+和Eu3+的配位络合物(J.Kido等，Appl.Phys.Lett.，65，2124(1994))。
应选择用于磷光材料的合适的主体材料，使得三线态激子可有效地从主体材料转移至磷光材料，但不能有效地从磷光材料转移至主体材料。因此，非常理想的是，磷光材料的三线态能量比主体的三线态能量低。一般而言，三线态能量高意味着光学带隙宽。但是，不应选择主体材料的带隙大至引起不可接受地阻挡电荷载流子注入发光层和不可接受地增加OLED的驱动电压。合适的主体材料见述于WO00/70655 A2、01/39234 A2、01/93642 A1、02/074015 A2、02/15645 A1和US 20020117662。合适的主体材料包括某些芳基胺、三唑、吲哚和咔唑化合物。理想的主体材料的实例有4，4′-N，N′-二咔唑-联苯，也称为4，4′-双(咔唑-9-基)联苯或CBP；4，4′-N，N′-二咔唑-2，2′-二甲基-联苯，也称为2，2′-二甲基-4，4′-双(咔唑-9-基)联苯或CDBP；1，3-双(N，N′-二咔唑)苯，也称为1，3-双(咔唑-9-基)苯和聚(N-乙烯基咔唑)，包括其衍生物。
理想的主体材料能形成连续的薄膜。
空穴阻挡层(HBL)
除了合适的主体材料以外，使用磷光材料的OLED器件通常需要至少一层置于电子传输层111和发光层109之间的空穴阻挡层，以助于将激子和复合限制在包含主体材料和磷光材料的发光层。在这种情况下，空穴从主体材料迁移至空穴阻挡层应存在能垒，而电子应能容易地从空穴阻挡层进入包含主体和磷光材料的发光层。第一个要求需要空穴阻挡层的电离电位比发光层109的电离电位高，最好高0.2eV或以上。第二个要求需要空穴阻挡层的电子亲合势不显著超过发光层109的电子亲合势，最好小于发光层的电子亲合势或不超过发光层的电子亲合势0.2eV以上。
当使用发光特性为绿色的电子传输层(例如如下所述包含Alq的电子传输层)时，对空穴阻挡层材料的最高占据分子轨道(HOMO)和最低空余分子轨道(LUMO)能量的要求通常使得空穴阻挡层在比电子传输层更短的波长处具有发光特性，例如发蓝光、发紫光或发紫外光。因此，希望空穴阻挡层材料的发光特性为蓝色、紫色或紫外。还希望(但不是绝对需要)空穴阻挡材料的三线态能量大于磷光材料的三线态能量。合适的空穴阻挡材料见述于WO 00/70655A2和WO 01/93642A1。可用的空穴阻挡材料的两个实例为浴铜灵(BCP)和双(2-甲基-8-喹啉酚根)·(4-苯基酚根)合铝(III)(BAlq)。BCP的发光特性为紫外，BAlq的发光特性为蓝色。如US 20030068528所述，还已知除BAlq以外的金属络合物阻挡空穴和激子。此外，US 20030175553 A1描述了使用fac-三(1-苯基吡唑-N，C2□)合铱(III)(Irppz)用于该目的。
当使用空穴阻挡层时，其厚度可为2-100nm，且适宜为5-10nm。
电子传输层(ETL)
在一个实施方案中，本发明的层仅用作器件的电子传输层。在其他实施方案中，希望含有如下所述的另外的电子传输层。
用于形成有机EL器件的电子传输层的理想的形成薄膜的材料为金属螯合的喔星类化合物，包括喔星本身(通常也称为8-羟基喹啉或8-羟基喹啉)的螯合物。这种化合物有助于注入和传输电子，具有高水平的性能且易以薄膜形式制造。被考虑的喔星类化合物的实例为满足如前所述的结构式(E)的物质。
适用于电子传输层的其他电子传输材料包括US 4,356,429中所公开的各种丁二烯衍生物和US 4,539,507中所述的各种杂环荧光增白剂。满足结构式(G)的苯并唑也是可用的电子传输材料。还已知三嗪可用作电子传输材料。
如果使用空穴阻挡层和电子传输层111，则电子应容易地从电子传输层111通向空穴阻挡层。因此，电子传输层111的电子亲合势不应显著超过空穴阻挡层的电子亲合势。理想的是，电子传输层的电子亲合势应小于空穴阻挡层的电子亲合势或不超过0.2eV以上。
如果使用电子传输层，其厚度可为2-100nm，且适宜为5-20nm。
其他可用的有机层和器件结构
在某些情况下，层109-111可任选叠并(collapse)成单层，用于支持发光和电子传输。空穴阻挡层(当存在时)和层111还可叠并成单层，用于阻挡空穴或激子并支持电子传输。本领域还已知，发光材料可包含在空穴传输层107中。在那种情况下，空穴传输材料可用作主体材料。可将多种材料加至一层或多层，以产生发白光的OLED，例如组合使用发蓝光和发黄光的材料，发青光和发红光的材料或发红光、发绿光和发蓝光的材料。发白光的器件例如见述于EP 1 187 235、US20020025419、EP 1 182 244、US 5,683,823、US 5,503,910、US 5,405,709和US 5,283,182，且可配备合适的滤色片排列以产生有色发光。
本发明可用于所谓的堆叠器件结构，例如在US 5,703,436和US6,337,492中所教导的。
有机层的沉积
上述有机材料适于通过升华沉积，但可由含有任选的粘合剂的溶液(solvent)沉积以改进成膜性。如果材料为聚合物，通常优选溶液沉积。例如如US 6,237,529所述，可由通常由钽材料制成的升华器“蒸发船形皿”蒸发待通过升华沉积的材料，或者可首先涂布于给体片材，随后在较接近基板处升华。含有各种材料的混合物的层可使用单独的升华器蒸发船形皿，或者可将材料预混合，随后从单一的蒸发船形皿或给体片材涂布。使用遮蔽掩模(shadow mask)、整体遮蔽(integralshadow masks)(US 5,294,870)、从给体片材空间限定的热染料转移(US5,851,709和US 6,066,357)和喷墨方法(US 6,066,357)可进行带图案的沉积。
可用于制备OLED的有机材料(例如有机空穴传输材料、掺杂有机电致发光组分的有机发光材料)具有含有较弱的分子结合力的较复杂的分子结构，因此必须小心以避免在物理蒸气沉积过程中有机材料分解。合成较高纯度的上述有机材料，且以粉末、薄片或颗粒形式提供。迄今为止使用这种粉末或薄片放置在物理蒸气淀积沉积来源中，其中施用热量通过升华或蒸发有机材料形成蒸气，蒸气在基板上冷凝，在其上提供有机层。
在物理蒸气沉积中使用有机粉末、薄片或颗粒存在一些问题：这些粉末、薄片或颗粒难以处理。这些有机材料通常物理密度较低且传热性不合乎需要地低，特别当放置在位于抽真空使压力低至10-6托的室内的物理蒸气沉积来源时。因此，仅通过用热源辐射加热和通过传导加热与热源的加热表面直接接触的颗粒或薄片来加热粉末颗粒、薄片或颗粒。由于颗粒与颗粒之间的接触面积较小，因此未与热源的加热表面直接接触的粉末颗粒、薄片或颗粒不能通过传导有效地加热，这样可导致在物理蒸气沉积源中这类有机材料的加热不均匀。因此，导致在基板上形成的蒸气沉积的有机层可能不均匀。
这些有机粉末可固结成固体粒料。由可升华的有机材料粉末的混合物固结成的这些固体粒料易处理。可使用较简单的手段将有机粉末固结成固体粒料。可将由包含一种或多种不发光的有机非电致发光组分材料或发光的电致发光组分材料的混合物或非电致发光组分和电致发光组分材料的混合物形成的固体粒料放置在物理蒸气沉积源来制备有机层。在物理蒸气沉积装置中可使用这种固结的粒料。
一方面，本发明提供了一种在基板上由有机材料的致密粒料制备有机层的方法，该有机层形成OLED的一部分。
一种沉积本发明材料的优选的方法见述于US 2004/0255857和US专利申请第10/945,941号，其中使用不同源蒸发器来蒸发本发明的各种材料。第二种优选的方法包括使用闪蒸，其中随着物料路径计量加入材料，其中物料路径为可控温的。这种优选的方法见述于以下共同转让的专利申请：USSN 10/784,585、USSN 10/805,980、USSN10/945,940、USSN 10/945,941、USSN 11/050,924和USSN 11/050,934。使用这第二种方法，可使用不同源的蒸发器蒸发各种材料，或者可将固体材料混合，随后使用相同来源的蒸发器蒸发。
封装
大多数OLED器件对潮湿或氧或二者敏感，因此通常密封在惰性气氛(例如氮气或氩气)中，同时使用干燥剂，例如氧化铝、铝土矿、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。封装和干燥方法包括但不局限于在美国专利6,226,890中所述的那些方法。此外，本领域已知阻挡层(例如SiOx、特氟隆)和交替无机/聚合物层用于封装。这些密封或封装和干燥方法中的任一种可与根据本发明构造的EL器件一起使用。
光学优化
如果需要，本发明的OLED器件可使用各种众所周知的光学效果以提高其发射性能。光学效果包括使层厚最优化以使光透射最大，提供介电镜象结构，使用吸光电极代替反射电极，在显示器上提供防眩或防反射涂层，在显示器上提供偏振介质或在显示器上提供彩色中性密度或颜色转化滤色片。可在EL器件上或作为EL器件的一部分特别提供滤色片、偏振器和防眩或防反射涂层。
本发明的各实施方案可提供有利的特性，例如较高的发光量(yield)、较低的驱动电压和较高的功率效率、较长的工作寿命或易制造。用于本发明器件的各实施方案可提供宽范围的色调，包括用于发白光的那些(直接或通过滤色片提供多色彩显示器(display))。本发明的各实施方案还可提供区域发光(area lighting)器件。
通过以下具体的实施例来进一步说明本发明及其优点。
实施例
实施例9(8-2)、16(15-2)、17(16-2)、21(20-1)、22(21-1)、24(23-2)和25(24-2)具体涉及本文要求保护的本发明。术语“百分比”或“百分数”和符号“％”表示在本发明的层中总材料的具体的第一或第二化合物和器件的其他组分的体积百分比(或在薄膜厚度监测器上测得的厚度比)。如果存在多于一种第二化合物，第二化合物的总体积还可表示为在本发明的层中总材料的百分比。
实施例1a：Cpd-2的合成
(反应式1)
(反应式2)
采用以下方式制备反应式1的化合物(3)。在氮气气氛下，将炔属化合物(2)(2.0g，12mmol)溶解于二甲基甲酰胺(DMF)(100ml)中，随后溶液冷却至0℃。加入叔丁醇钾(KButO)(1.4g，12mmol)，随后将混合物充分搅拌约15分钟。随后往该混合物中加入二苯酮(1)(3.53g，30mmol)。于0℃下继续搅拌约30分钟，随后在1小时内升至室温。此后将溶液冷却至0℃，随后用饱和氯化钠溶液(20ml)处理反应。随后用乙酸乙酯稀释混合物，用2N的HCl洗涤(3次)，经MgSO4干燥，过滤，减压浓缩。用石油醚研磨粗产物，得到灰白色固体形式的产物。化合物(3)的产量为3.0g。
将化合物(3)(7.0g，15mmol)溶解于二氯甲烷(CH2Cl2)(70ml)中，在氮气气氛、0℃下搅拌。往该溶液中加入三乙胺(NEt3)(1.56g，15mmol)，随后通过逐滴加入甲磺酰氟(CH3SO2Cl)(1.92g，15mmol)来处理混合物，反应温度保持为0-5℃。加完后，将溶液于0℃下搅拌30分钟，随后在1小时内升至室温。随后将反应物加热回流，蒸除二氯甲烷溶剂。通过加入二甲苯(共70ml)逐步置换二氯甲烷溶剂。当反应内温达到80℃时，在10分钟内滴加溶解于二甲苯(10ml)中的可力丁(2.40g，19.82mmol)。随后将温度升至110℃，在该温度下保持4小时。之后将反应物冷却，减压浓缩。油状残余物与甲醇(70ml)一起搅拌，得到粗产物。将该物质滤出，用甲醇和石油醚洗涤，得到亮红色固体状的化合物Cpd-2。产量为1.5g，Cpd-2的熔点为300-305℃。使用N2载气，通过升华(250℃，200毫托)可进一步纯化产物。
实施例1b：MC-1的合成
(反应式3)
将8-羟基喹啉(4.64g，31.96mmol)溶解于乙腈(50ml)中。在氮气气氛、室温下，往该溶液中滴加2.5M的n-BuLi(15.5ml，36.36mmol)。加入n-BuLi后，将混合物搅拌1小时。将黄色固体滤出，用少许冷水、乙腈洗涤，最后空气干燥。8-喹啉酚根合锂(Liq)的产量为4.8g。
实施例2器件1-1至1-6的制备
采用以下方式构造一系列EL器件(1-1至1-6)。
1.将涂有作为阳极的85nm氧化锡铟(ITO)层的玻璃基板依次在市售洗涤剂中超声清洗，在去离子水中漂洗，在甲苯蒸气中脱脂，随后暴露于氧等离子体中约1分钟。
2.如US 6,208,075所述，通过等离子体辅助沉积CHF3，在ITO上沉积1nm的氟碳化合物(CFx)空穴注入层(HIL)。
3.接着沉积75nm厚的空穴传输材料4，4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(NPB)的层。
4.随后沉积35nm相应于主体材料红荧烯和0.5％体积的L46的发光层(LEL)。
5.在LEL上真空沉积35nm的MC-3或Cpd-1(红荧烯)或这两种物质的混合物(见表1)的电子传输层(ETL)。
6.在ETL上真空沉积0.5nm的氟化锂层，随后沉积150nm的铝层，形成阴极层。
按照以上顺序完成EL器件的沉积。随后将器件在干燥的手套箱中密封包装，以保护免受周围环境的影响。
在20mA/cm2工作电流下测试这样形成的器件的发光效率，结果记录于表1。各器件产生的光的颜色大致相同，相应于平均1931CIE(Commission Internationale de L′Eclairage)CIEx，CIEy坐标为0.65，0.35。
表1器件1-1至1-6，实施例2
1相对于器件1-1
由表1可见，在电子传输层中使用MC-3与大于10％的Cpd-1的混合物，可得到具有非常低的电压和良好亮度的器件。仅由MC-3或仅由Cpd-1或由10％的Cpd-1与90％的MC-3的混合物组成的ETL使得器件具有较高的电压且亮度差。
实施例3器件2-1至2-6的制备
严格采用与实施例2相同的方式构造一系列EL器件(2-1至2-6)，不同之处在于电子传输层由Alq、MC-3或Cpd-1或MC-3与Cpd-1的混合物组成，见表2。
在20mA/cm2工作电流下测试这样形成的器件的发光效率，结果记录于表2。各器件产生的光的颜色大致相同，相应于平均CIEx，CIEy坐标为0.65，0.35。
表2.器件2-1至2-6的数据，实施例3
1相对于器件2-1
如表2所示，相对于仅使用MC-3或仅使用Cpd-1或仅使用在本行业中最常用的电子传输材料Alq，在电子传输层中使用MC-3与Cpd-1的混合物，可得到非常低的电压和良好的亮度。
实施例4器件3-1至3-6的制备
严格采用与实施例2相同的方式构造一系列EL器件(3-1至3-6)，不同之处在于电子传输层由Alq、MC-3或Cpd-3或MC-3与Cpd-3的混合物组成，见表3。
在20mA/cm2工作电流下测试这样形成的器件的发光效率，结果记录于表3。各器件产生的光的颜色大致相同，相应于平均CIEx，CIEy坐标为0.65，0.35。
表3.器件3-1至3-6的数据，实施例4
1相对于器件3-1
由表3可见，相对于仅使用MC-3(器件3-2)或仅使用Cpd-3(器件3-6)或仅使用Alq(器件3-1)作为电子传输材料的器件，在ETL中使用MC-3与Cpd-3的混合物使得器件(3-3、3-4和3-5)具有非常低的电压和良好的亮度。
实施例5：器件4-1至4-12的制造
采用以下方式构造一系列EL器件(4-1至4-12)。
1.将涂有作为阳极的85nm氧化锡铟(ITO)层的玻璃基板依次在市售洗涤剂中超声清洗，在去离子水中漂洗，在甲苯蒸气中脱脂，随后暴露于氧等离子体中约1分钟。
2.如US 6,208,075所述，通过等离子体辅助沉积CHF3，在ITO上沉积1nm的氟碳化合物(CFx)空穴注入层(HIL)。
3.接着沉积75nm厚的空穴传输材料4，4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(NPB)的层。
4.随后沉积20nm相应于9-(4-联苯基)-10-(2-萘基)蒽、6％的NPB和2％的2，5，8，11-四叔丁基苝的发光层(LEL)。
5.在LEL上真空沉积35nm的MC-3或Cpd-3和MC-3的混合物的电子传输层(ETL)，见表4。
6在ETL上真空沉积0.5nm的氟化锂层，随后沉积150nm的铝层，形成阴极层。
按以上顺序完成EL器件的沉积。随后将器件在干燥的手套箱中密封包装，以保护免受周围环境的影响。
在20mA/cm2工作电流下测试这样形成的器件的发光效率，结果记录于表4。器件产生的光的颜色的CIEx，CIEy坐标也记录于表4。
表4.器件4-1至4-12的数据，实施例5
1相对于器件4-1
如表4所示，当器件的电子传输层由混有5％或10％的Cpd-3的MC-3组成时，器件电压可能有一些下降，但亮度非常差，且相对于仅使用MC-3，颜色明显偏移。使用MC-3和大于10％的Cpd-3得到非常低的电压和良好的亮度和颜色。
实施例6：比较器件5-1至5-12的制造
严格采用与实施例5相同的方式构造一系列EL器件(5-1至5-12)，不同之处在于电子传输层由MC-3或MC-3与Cpd-1的混合物组成，见表5。
在20mA/cm2工作电流下测试这样形成的器件的发光效率，结果记录于表5。器件产生的颜色的CIEx，CIEy坐标也记录于表5。
表5.器件5-1至5-12的数据，实施例6
1相对于器件5-1
由表5可见，在其中的电子传输层相应于混有5％的Cpd-1的MC-3的器件中，电压有少许增加。当使用MC-3与10％的Cpd-1的混合物时，器件电压有一些下降。在两种情况下，相对于在ETL中仅含有MC-3的器件，相应的器件亮度差且颜色明显偏移。其中的ETL由混有大于10％的Cpd-1的MC-3组成的器件具有非常低的电压以及良好的颜色和亮度。
实施例7：比较器件6-1至6-6的制造
为了比较，采用以下方式构造EL器件6-1至6-6。将涂有作为阳极的85nm氧化锡铟(ITO)层的玻璃基板依次在商品洗涤剂中超声清洗，在去离子水中漂洗，在甲苯蒸气中脱脂，随后暴露于氧等离子体中约1分钟。
1.如US 6,208,075所述，通过等离子体辅助沉积CHF3，在ITO上沉积1nm的氟碳化合物(CFx)空穴注入层(HIL)。
2.随后在a)上蒸发75nm厚的N，N-二-1-萘基-N，N′-二苯基-4，4′-二氨基联苯(NPB)的空穴传输层(HTL)。
3.随后在空穴传输层上沉积35nm的三(8-喹啉酚根)合铝(III)(Alq)的发光层(LEL)。
4.随后在发光层上沉积35nm的Alq或MC-3或这两种物质的混合物的电子传输层(ETL)，如表6所述。
5.在ETL上沉积0.5nm的LiF层。
6.在LiF层上沉积100nm的Al层以形成阴极。
按照以上顺序完成EL器件的沉积。随后将器件在干燥的手套箱中密封包装保护。
在20mA/cm2工作电流下测试这样形成的器件的发光效率，结果以效率(w/A)和电压(V)的形式记录于表6。
表6.器件6-1至6-6的数据，实施例7
1相对于器件6-1
由表6可见，相对于仅使用Alq的器件，使用Alq与MC-3的混合物作为电子传输材料的器件电压不下降，而是电压提高。
实施例8：器件7-1至7-9的制造
采用以下方式构造一系列EL器件(7-1至7-9)。
1.将涂有作为阳极的85nm氧化锡铟(ITO)层的玻璃基板依次在市售洗涤剂中超声清洗，在去离子水中漂洗，在甲苯蒸气中脱脂，随后暴露于氧等离子体中约1分钟。
2.如US 6,208,075所述，通过等离子体辅助沉积CHF3，在ITO上沉积1nm的氟碳化合物(CFx)空穴注入层(HIL1)。
3沉积10nm厚的二吡嗪并[2，3-f：2′，3′-h]喹喔啉六甲腈的空穴注入层(HIL2)。
4.接着沉积65nm厚的空穴传输材料4，4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(NPB)的层。
5.随后沉积35nm的Alq3的发光层(LEL)。
6.在LEL上真空沉积35nm的Alq3或Cpd-1(红荧烯)与氟化锂(LiF)的混合物的电子传输层(ETL)，见表7。
7.在ETL上真空沉积0.5nm的氟化锂层，随后沉积100nm的铝层，形成阴极层。
按照以上顺序完成EL器件的沉积。随后将器件在干燥的手套箱中密封包装，以保护免受周围环境的影响。
在20mA/cm2工作电流下测试这样形成的器件的发光效率，结果记录于表7。器件产生的光的颜色的CIEx，CIEy坐标也记录于表7。
表7.器件7-1至7-9的数据，实施例8
1产生工作电流20mA/cm2所需的电压
如表7所示，与比较器件7-1(100％Alq3)或比较器件7-2(100％Cpd-1)相比，当器件的电子传输层由混有5％-75％的氟化锂(LiF)的Cpd-1组成时，可降低器件电压且发光效率更好。
实施例9：器件8-1至8-6的制造
采用以下方式构造一系列EL器件(8-1至8-6)。
1.将涂有作为阳极的85nm氧化锡铟(ITO)层的玻璃基板依次在市售洗涤剂中超声清洗，在去离子水中漂洗，在甲苯蒸气中脱脂，随后暴露于氧等离子体中约1分钟。
2.如US 6,208,075所述，通过等离子体辅助沉积CHF3，在ITO上沉积1nm的氟碳化合物(CFx)空穴注入层(HIL1)。
3.接着沉积75nm厚的空穴传输材料4，4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(NPB)的层。
4.随后沉积35nm的Alq3的发光层(LEL)。
5.在LEL上真空沉积35nm的Alq3或Cpd-1(红荧烯)与MC-20的混合物的电子传输层(ETL)，见表8。
6在ETL上真空沉积0.5nm的氟化锂层，随后沉积150nm的铝层，形成阴极层。
按照以上顺序完成EL器件的沉积。随后将器件在干燥的手套箱中密封包装，以保护免受周围环境的影响。
在20mA/cm2工作电流下测试这样形成的器件的驱动电压和发光效率，结果记录于表8。
表8.8-1至8-6的器件数据，实施例9
1产生20mA/cm2工作电流所需的电压
如表8的本发明实施例所示，与实施例8-1的比较器件(Alq3(100％))相比，当器件的电子传输层由金属络合物MC-20或混有碳环化合物Cpd-1的MC-20组成时，可降低器件电压，同时仍保持良好的发光效率。
实施例10：器件9-1至9-6的制造
采用以下方式构造一系列EL器件(9-1至9-6)。
1.将涂有作为阳极的85nm氧化锡铟(ITO)层的玻璃基板依次在市售洗涤剂中超声清洗，在去离子水中漂洗，在甲苯蒸气中脱脂，随后暴露于氧等离子体中约1分钟。
2.如US 6,208,075所述，通过等离子体辅助沉积CHF3，在ITO上沉积1nm的氟碳化合物(CFx)空穴注入层(HIL1)。
3.沉积10nm厚的二吡嗪并[2，3-f：2′，3′-h]喹喔啉六甲腈的空穴注入层(HIL2)。
4.接着沉积134nm厚的空穴传输材料4，4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(NPB)的层。
5.随后沉积40nm的包含红色掺杂剂L46(0.5％体积)的Cpd-1的发光层(LEL)。
6.在LEL上真空沉积40nm的Alq3或Cpd-1(红荧烯)与金属络合物MC-16的混合物的电子传输层(ETL)，见表9。
7.在ETL上真空沉积0.5nm的氟化锂层，随后沉积100nm的铝层，形成阴极层。
按照以上顺序完成EL器件的沉积。随后将器件在干燥的手套箱中密封包装，以保护免受周围环境的影响。
在20mA/cm2工作电流下测试这样形成的器件的驱动电压和发光效率，结果记录于表9。
表9.器件9-1至9-6的数据，实施例10
1产生20mA/cm2工作电流所需的电压
如表9的本发明实施例所示，与在本发明范围之外的实施例9-1的比较器件(Alq3(100％))或实施例9-2的比较器件(MC-16(100％))或实施例9-3的比较器件(MC-16(25％)与Alq3(75％)的混合物)相比，当器件的电子传输层由混有碳环化合物Cpd-1的金属络合物MC-16组成时，可降低器件电压，具有提高的发光效率和改进的红颜色。
实施例11：器件10-1至10-6的制造
采用以下方式构造一系列EL器件(10-1至10-6)。
1.将涂有作为阳极的85nm氧化锡铟(ITO)层的玻璃基板依次在市售洗涤剂中超声清洗，在去离子水中漂洗，在甲苯蒸气中脱脂，随后暴露于氧等离子体中约1分钟。
2.如US 6,208,075所述，通过等离子体辅助沉积CHF3，在ITO上沉积1nm的氟碳化合物(CFx)空穴注入层(HIL1)。
3.接着沉积75nm厚的空穴传输材料4，4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(NPB)的层。
4.随后沉积20nm的含有1.5％体积的蓝色掺杂剂L55的Cpd-12的发光层(LEL)。
6.在LEL上真空沉积35nm的Alq3或MC-16与Cpd-12的混合物的电子传输层(ETL)，见表8。
7.在ETL上真空沉积0.5nm的氟化锂层，随后沉积150nm的铝层，形成阴极层。
按照以上顺序完成EL器件的沉积。随后将器件在干燥的手套箱中密封包装，以保护免受周围环境的影响。
在20mA/cm2工作电流下测试这样形成的器件的驱动电压和发光效率，结果记录于表10。
表10.器件10-1至10-6的数据，实施例11
1产生20mA/cm2工作电流所需的电压
如表10的本发明实施例所示，与实施例10-1的比较器件(Alq3(100％))或实施例10-2的比较器件(MC-16(100％))相比，当器件的电子传输层由混有碳环化合物Cpd-12的金属络合物MC-16组成时，可降低器件电压，具有优异的发光效率和良好的CIE色坐标。
实施例12：器件11-1至11-6的制造
采用与实施例11所述相同的方式构造一系列EL器件(11-1至11-6)，不同之处在于用金属络合物MC-3代替MC-16。
在20mA/cm2工作电流下测试这样形成的器件的驱动电压和发光效率，结果记录于表11。
表11.11-1至11-6的器件数据，实施例12
1产生20mA/cm2工作电流所需的电压
如表11的本发明实施例所示，与实施例10-1的比较器件(Alq3(100％))相比，当器件的电子传输层由混有碳环化合物Cpd-12的金属络合物MC-3组成时，可降低器件电压，具有优异的发光效率和良好的CIE色坐标。
实施例13：器件12-1至12-6的制造
采用与实施例11所述相同的方式构造一系列EL器件(12-1至12-6)，不同之处在于用碳环化合物Cpd-10代替LEL和ETL中的Cpd-12。
在20mA/cm2工作电流下测试这样形成的器件的驱动电压和发光效率，结果记录于表12。
表12.器件12-1至12-6的数据，实施例13
1产生20mA/cm2工作电流所需的电压
如表12的本发明实施例所示，与实施例12-1的比较器件(Alq3(100％))和实施例12-2的比较器件(Cpd-10(100％))相比，当器件的电子传输层由混有碳环化合物Cpd-10的金属络合物MC-16组成时，可降低器件电压，具有优异的发光效率和良好的CIE色坐标。但是比较实施例12-1具有良好电压，发光效率比本发明实施例差。
实施例14：器件13-1至13-6的制造
采用与实施例11所述相同的方式构造一系列EL器件(13-1至13-6)，不同之处在于用碳环化合物Cpd-10代替LEL和ETL中的Cpd-12，且用金属络合物MC-3代替MC-16。
在20mA/cm2工作电流下测试这样形成的器件的驱动电压和发光效率，结果记录于表13。
表13.器件13-1至13-6的数据，实施例14
1产生20mA/cm2工作电流所需的电压
如表13的本发明实施例所示，当器件的电子传输层由混有碳环化合物Cpd-10的金属络合物MC-3组成时，器件电压与比较器件13-1类似，但好于比较器件13-2。但是，当与这些比较器件相比时，本发明实施例的发光效率和CIE色坐标优异。
实施例15：器件14-1至14-6的制造
采用与实施例11所述相同的方式构造一系列EL器件(14-1至14-6)，不同之处在于用碳环化合物Cpd-9代替Cpd-12，且用金属络合物MC-3代替MC-16。
在20mA/cm2工作电流下测试这样形成的器件的驱动电压和发光效率，结果记录于表14。
表14.器件14-1至14-6的数据，实施例15
1产生20mA/cm2工作电流所需的电压
如表14的本发明实施例所示，当器件的电子传输层由混有碳环化合物Cpd-9的金属络合物MC-3组成时，器件电压与比较器件14-1类似，但好于比较器件14-2。但是，当与这些比较器件相比时，本发明实施例的发光效率和CIE色坐标优异。
实施例16：器件15-1至15-6的制造
采用与实施例11所述相同的方式构造一系列EL器件(15-1至15-6)，不同之处在于用金属络合物MC-20代替MC-16。
在20mA/cm2工作电流下测试这样形成的器件的驱动电压和发光效率，结果记录于表15。
表15.器件15-1至15-6的数据，实施例16
1产生20mA/cm2工作电流所需的电压
如表15的本发明实施例所示，当器件的电子传输层由金属络合物MC-20或混有碳环化合物Cpd-12的金属络合物MC-20组成时，器件电压与比较器件15-1类似或低于比较器件15-1。但是，当与比较器件相比时，本发明实施例的发光效率和CIE色坐标优异。
实施例17：器件16-1至16-6的制造
采用与实施例9所述相同的方式构造一系列EL器件(16-1至16-6)，不同之处在于使用碳环化合物Cpd-12代替碳环化合物Cpd-1。
在20mA/cm2工作电流下测试这样形成的器件的驱动电压和发光效率，结果记录于表16。
表16.器件16-1至16-6的数据，实施例17
1产生20mA/cm2工作电流所需的电压
如表16的本发明实施例所示，当器件的电子传输层由金属络合物MC-20或混有碳环化合物Cpd-12的金属络合物MC-20组成时，平均来说，器件电压与比较器件16-1类似或低于比较器件16-1，本发明实施例具有类似的发光效率和CIE色坐标。
实施例18：器件17-1至17-6的制造
采用与实施例11所述相同的方式构造一系列EL器件(17-1至17-6)，不同之处在于使用3.0％体积的L48代替L55。
且使用金属络合物MC-3代替MC-16。
在20mA/cm2工作电流下测试这样形成的器件的驱动电压和发光效率，结果记录于表17。
表17.器件17-1至17-6的数据，实施例18
1产生20mA/cm2工作电流所需的电压
如表17的本发明实施例所示，与实施例17-1的比较器件(Alq3(100％))或实施例17-2的比较器件(MC-3(100％))相比，当器件的电子传输层由混有碳环化合物Cpd-12的金属络合物MC-3组成时，可降低器件电压，具有优异的发光效率和良好的CIE色坐标。
实施例19：器件18-1至18-6的制造
采用与实施例11所述相同的方式构造一系列EL器件(18-1至18-6)，不同之处在于使用3.0％体积的L48代替L55。
在20mA/cm2工作电流下测试这样形成的器件的驱动电压和发光效率，结果记录于表17。
表18.器件18-1至18-6的数据，实施例19
1产生20mA/cm2工作电流所需的电压
如表18的本发明实施例所示，与实施例18-1的比较器件(Alq3(100％))或实施例18-2的比较器件(MC-16(100％))相比，当器件的电子传输层由混有碳环化合物Cpd-12的金属络合物MC-16组成时，可显著降低器件电压，具有优异的发光效率和良好的CIE色坐标。实施例18-2的驱动电压太高以至该数据没有任何意义。此外，当使用含苯乙烯基的胺化合物作为发射体时，可改进发光效率，这点可通过将该实施例与实施例11相比较看出。
实施例20：器件19-1至19-6的制造
采用与实施例11所述相同的方式构造一系列EL器件(19-1至19-6)，不同之处在于在LEL中使用3.0％体积的L47代替L55，用碳环化合物Cpd-9代替LEL中的Cpd-12，用MC-3代替ETL中的MC-16，用碳环化合物Cpd-3代替ETL中的Cpd-12。
在20mA/cm2工作电流下测试这样形成的器件的驱动电压和发光效率，结果记录于表17。
表19.器件19-1至19-6的数据，实施例20
1产生20mA/cm2工作电流所需的电压
如表19的本发明实施例所示，与实施例19-1的比较器件(Alq3(100％))或实施例19-2的比较器件(MC-3(100％))相比，当器件的电子传输层由混有碳环化合物Cpd-3的金属络合物MC-3组成时，可降低器件电压，具有优异的发光效率和良好的CIE色坐标。
实施例21：器件20-1至20-5的制造
采用与实施例9所述相同的方式构造一系列EL器件(20-1至20-5)，不同之处在于用MC-28代替ETL中的金属络合物MC-20。
在20mA/cm2工作电流下测试这样形成的器件的驱动电压和发光效率，结果记录于表20。
表20.器件20-1至20-5的数据，实施例21
1产生20mA/cm2工作电流所需的电压
如表20的本发明实施例所示，当器件的电子传输层由金属络合物MC-28或混有碳环化合物Cpd-1的金属络合物MC-28组成时，本发明实施例可获得良好的器件电压、发光效率和CIE色坐标。
实施例22：器件21-1至21-5的制造
采用与实施例9所述相同的方式构造一系列EL器件(21-1至21-5)，不同之处在于用MC-30代替ETL中的金属络合物MC-20。
在20mA/cm2工作电流下测试这样形成的器件的驱动电压和发光效率，结果记录于表21。
表21.器件21-1至21-5的数据，实施例22
1产生20mA/cm2工作电流所需的电压
如表21的本发明实施例所示，当器件的电子传输层由金属络合物MC-30或混有碳环化合物Cpd-1的金属络合物MC-30组成时，平均来说，本发明实施例可获得良好的器件电压、发光效率和CIE色坐标。
实施例23：器件22-1至22-4的制造
采用以下方式构造一系列EL器件(22-1至22-4)。
1.将涂布作为阳极的85nm氧化锡铟(ITO)层的玻璃基板依次在市售洗涤剂中超声清洗，在去离子水中漂洗，在甲苯蒸气中脱脂，随后暴露于氧等离子体中约1分钟。
2.如US 6,208,075所述，通过等离子体辅助沉积CHF3，在ITO上沉积1nm的氟碳化合物(CFx)空穴注入层(HIL1)。
3.接着沉积75nm厚的空穴传输材料4，4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(NPB)的层。
4.随后沉积35nm的含有0.5％体积的红色掺杂剂L46的Cpd-1的发光层(LEL)。
5.在LEL上真空沉积35nm的MC-29与Cpd-1的混合物的电子传输层(ETL)，见表22。
6在ETL上真空沉积0.5nm的氟化锂层，随后沉积150nm的铝层，形成阴极层。
按照以上顺序完成EL器件的沉积。随后将器件在干燥的手套箱中密封包装，以保护免受周围环境的影响。
在20mA/cm2工作电流下测试这样形成的器件的驱动电压和发光效率，结果记录于表22。
表22.器件22-1至22-4的数据，实施例23
1产生20mA/cm2工作电流所需的电压
如表22的本发明实施例所示，与实施例22-1的比较器件(Cpd-1(100％))相比，当器件的电子传输层由混有碳环化合物Cpd-1的金属络合物MC-29组成时，可降低器件电压，具有优异的发光效率和良好的CIE色坐标。
实施例24：器件23-1至23-6的制造
采用与实施例23所述相同的方式构造一系列EL器件(23-1至23-6)，不同之处在于用MC-28代替ETL中的金属络合物MC-29。
在20mA/cm2工作电流下测试这样形成的器件的驱动电压和发光效率，结果记录于表23。
表23.器件23-1至23-6的数据，实施例24
1产生20mA/cm2工作电流所需的电压
如表23的本发明实施例所示，当器件的电子传输层由金属络合物MC-28或混有碳环化合物Cpd-1的金属络合物MC-28组成时，平均来说，本发明实施例可获得良好的器件电压、发光效率和CIE色坐标。
实施例25：器件24-1至24-6的制造
采用与实施例23所述相同的方式构造一系列EL器件(24-1至24-6)，不同之处在于用MC-30代替ETL中的金属络合物MC-29。
在20mA/cm2工作电流下测试这样形成的器件的驱动电压和发光效率，结果记录于表24。
表24.器件24-1至24-6的数据，实施例25
1产生20mA/cm2工作电流所需的电压
如表24的本发明实施例所示，当器件的电子传输层由金属络合物MC-30或混有碳环化合物Cpd-1的金属络合物MC-30组成时，平均来说，本发明实施例可获得良好的器件电压、发光效率和CIE色坐标。
实施例26：器件25-1至25-6的制造
采用与实施例10所述相同的方式构造一系列EL器件(25-1至25-6)，不同之处在于使用Cpd-12代替ETL中的碳环化合物Cpd-1。
在20mA/cm2工作电流下测试这样形成的器件的驱动电压和发光效率，结果记录于表25。
表25.25-1至25-6的器件数据，实施例26
1产生20mA/cm2工作电流所需的电压
如表25的本发明实施例所示，与在本发明范围之外的实施例25-1的比较器件(Alq3(100％))或实施例25-2的比较器件(MC-16(100％))或实施例25-3的比较器件(Alq3(25％)与Cpd-12(75％)的混合物)相比，当器件的电子传输层由混有碳环化合物Cpd-12的金属络合物MC-16组成时，得到类似的驱动电压，具有提高的发光效率和改进的红颜色。
实施例27：器件26-1至26-12的制造
采用以下方式构造一系列EL器件(26-1至26-12)。
1.将涂有作为阳极的85nm氧化锡铟(ITO)层的玻璃基板依次在市售洗涤剂中超声清洗，在去离子水中漂洗，在甲苯蒸气中脱脂，随后暴露于氧等离子体中约1分钟。
2.如US 6,208,075所述，通过等离子体辅助沉积CHF3，在ITO上沉积1nm的氟碳化合物(CFx)空穴注入层(HIL1)。
3.沉积10nm厚的二吡嗪并[2，3-f：2′，3′-h]喹喔啉六甲腈的空穴注入层(HIL2)。
4.接着沉积100nm厚的空穴传输材料4，4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(NPB)的层。
5.随后沉积40nm的包含红色掺杂剂L22(2％体积)的Cpd-12的发光层(LEL)。
6.在LEL上真空沉积Alq3、Cpd-12、Cpd-12与MC-1的混合物或MC-1的电子传输层(ETL)，见表26。
7.在ETL上真空沉积3.5nm的MC-20或0.5nm的氟化锂的电子注入层(EIL)，见表26，随后沉积100nm的铝层，形成阴极层。
ETL和EIL层的总厚度为35.5nm。因此，当EIL为MC-20(3.5nm)时，ETL的厚度为32.0nm，当EIL为氟化锂时，ETL的厚度为35.0nm。
按照以上顺序完成EL器件的沉积。随后将器件在干燥的手套箱中密封包装，以保护免受周围环境的影响。
在20mA/cm2工作电流下测试这样形成的器件的驱动电压和发光效率，结果记录于表26。
表26.器件26-1至26-12的数据，实施例27
1产生20mA/cm2工作电流所需的电压
如表26的本发明实施例所示，当器件的电子注入层包含金属络合物MC-20时，与比较器件相比，得到改进的驱动电压和提高的发光效率。本发明实施例26-7在电子传输层中含有Cpd-12与MC-1的混合物，还更改进驱动电压和提高的发光效率，实施例26-4显示没有任何颜色变化。
实施例28：器件27-1至27-10的制造
采用以下方式构造一系列EL器件(27-1至27-10)。
1.将涂有作为阳极的85nm氧化锡铟(ITO)层的玻璃基板依次在市售洗涤剂中超声清洗，在去离子水中漂洗，在甲苯蒸气中脱脂，随后暴露于氧等离子体中约1分钟。
2.如US 6,208,075所述，通过等离子体辅助沉积CHF3，在ITO上沉积1nm的氟碳化合物(CFx)空穴注入层(HIL1)。
3.沉积10nm厚的二吡嗪并[2，3-f：2′，3′-h]喹喔啉六甲腈的空穴注入层(HIL2)。
4.接着沉积85nm厚的空穴传输材料4，4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(NPB)的层。
5.随后沉积20nm的包含蓝色掺杂剂L55(1.5％体积)的Cpd-12的发光层(LEL)。
6.在LEL上真空沉积Alq3、Cpd-12、Cpd-12与MC-1的混合物、MC-1、Cpd-12与MC-20的混合物或MC-20的电子传输层(ETL)，见表27。器件27-1在ETL中仅包含Alq3。
7.在ETL上真空沉积3.5nm的MC-20或0.5nm的氟化锂的电子注入层(EIL)，见表27，随后沉积100nm的铝层，形成阴极层。
ETL和EIL层的总厚度为35.5nm。因此，当EIL为MC-20(3.5nm)时，ETL的厚度为32.0nm，当EIL为氟化锂时，ETL的厚度为35.0nm。
按照以上顺序完成EL器件的沉积。随后将器件在干燥的手套箱中密封包装，以保护免受周围环境的影响。
在20mA/cm2工作电流下测试这样形成的器件的驱动电压和发光效率，结果记录于表27。
表27.器件27-1至27-12的数据，实施例28
1产生20mA/cm2工作电流所需的电压
如表27的本发明实施例所示，与比较器件相比，当器件的电子注入层或电子传输层包含金属络合物MC-20时，得到改进的驱动电压和提高的发光效率。本发明实施例27-3和27-7在电子传输层中含有Cpd-12与MC-20或MC-1的混合物，具有还更改进的驱动电压和提高的发光效率。
实施例29：器件28-1至28-12的制造
采用以下方式构造一系列EL器件(28-1至28-12)。
1.将涂有作为阳极的85nm氧化锡铟(ITO)层的玻璃基板依次在市售洗涤剂中超声清洗，在去离子水中漂洗，在甲苯蒸气中脱脂，随后暴露于氧等离子体中约1分钟。
2.如US 6,208,075所述，通过等离子体辅助沉积CHF3，在ITO上沉积1nm的氟碳化合物(CFx)空穴注入层(HIL1)。
3.沉积10nm厚的二吡嗪并[2，3-f：2′，3′-h]喹喔啉六甲腈的空穴注入层(HIL2)。
4.接着沉积85nm厚的空穴传输材料4，4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(NPB)的层。
5.随后沉积20nm的包含蓝色掺杂剂L55(1.5％体积)的Cpd-12的发光层(LEL)。
6.在LEL上真空沉积Alq3、Cpd-12、Cpd-12与MC-1的混合物或MC-1的电子传输层(ETL)，见表28。
7.在ETL上真空沉积3.5nm的MC-20或0.5nm的氟化锂的电子注入层(EIL)，见表28，随后沉积100nm的铝层，形成阴极层。
ETL和EIL层的总厚度为35.5nm。因此，当EIL为MC-20(3.5nm)时，ETL的厚度为32.0nm，当EIL为氟化锂时，ETL的厚度为35.0nm。
按照以上顺序完成EL器件的沉积。随后将器件在干燥的手套箱中密封包装，以保护免受周围环境的影响。
在20mA/cm2工作电流下测试这样形成的器件的驱动电压和发光效率，结果记录于表28。
表28.器件28-1至28-12的数据，实施例29
1产生20mA/cm2工作电流所需的电压
如表28的本发明实施例所示，与比较器件相比，当器件的电子注入层或电子传输层包含金属络合物MC-20时，得到改进的驱动电压和提高的发光效率。本发明实施例28-7在电子传输层中含有Cpd-12与MC-1的混合物，具有还更改进的驱动电压和提高的发光效率，实施例28-4显示没有颜色偏移。
实施例30：器件29-1至29-12的制造
采用以下方式构造一系列EL器件(29-1至29-12)。
1.将涂有作为阳极的85nm氧化锡铟(ITO)层的玻璃基板依次在市售洗涤剂中超声清洗，在去离子水中漂洗，在甲苯蒸气中脱脂，随后暴露于氧等离子体中约1分钟。
2.如US 6,208,075所述，通过等离子体辅助沉积CHF3，在ITO上沉积1nm的氟碳化合物(CFx)空穴注入层(HIL1)。
3.沉积10nm厚的二吡嗪并[2，3-f：2′，3′-h]喹喔啉六甲腈的空穴注入层(HIL2)。
4.接着沉积85nm厚的空穴传输材料4，4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(NPB)的层。
5.随后沉积20nm的包含蓝色掺杂剂L55(1.5％体积)的Cpd-12的发光层(LEL)。
6.在LEL上真空沉积Alq3或Cpd-12与MC-1的混合物的电子传输层(ETL)。器件29-1和29-12在其ETL中仅包含Alq3。器件29-2至29-11包含50/50体积的Cpd-12与MC-1的混合物，厚度见表29。
7.在ETL上真空沉积0.5nm的氟化锂或氟化锂与MC-1的混合物的电子注入层(EIL)，见表29，随后沉积100nm的铝层，形成阴极层。MC-1的量如表29所示，层的其余部分由氟化锂组成。
按照以上顺序完成EL器件的沉积。随后将器件在干燥的手套箱中密封包装，以保护免受周围环境的影响。
在20mA/cm2工作电流下测试这样形成的器件的驱动电压和发光效率，结果记录于表29。
表29.器件29-1至29-12的数据，实施例30
1产生20mA/cm2工作电流所需的电压
如表29的本发明实施例所示，与比较器件相比，当器件的电子注入层包含金属络合物MC-1时，得到改进的驱动电压和提高的发光效率。
实施例31：器件30-1至30-12的制造
采用以下方式构造一系列EL器件(30-1至30-12)。
1.将涂有作为阳极的85nm氧化锡铟(ITO)层的玻璃基板依次在市售洗涤剂中超声清洗，在去离子水中漂洗，在甲苯蒸气中脱脂，随后暴露于氧等离子体中约1分钟。
2.如US 6,208,075所述，通过等离子体辅助沉积CHF3，在ITO上沉积1nm的氟碳化合物(CFx)空穴注入层(HIL1)。
3.沉积10nm厚的二吡嗪并[2，3-f：2′，3′-h]喹喔啉六甲腈的空穴注入层(HIL2)。
4.接着沉积134nm厚的空穴传输材料4，4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(NPB)的层。
5.随后沉积20nm的包含掺杂剂L46(1.5％体积)的L5的发光层(LEL)。
6.在LEL上真空沉积Alq3、Cpd-12、Cpd-12与MC-1的混合物或Cpd-12与MC-20的混合物的电子传输层(ETL)，见表30。
7.在ETL上真空沉积3.5nm的MC-20或0.5nm的氟化锂的电子注入层(EIL)，见表30，随后沉积100nm的铝层，形成阴极层。
ETL和EIL层的总厚度为40nm。因此，当EIL为MC-20(3.5nm)时，ETL的厚度为36.5nm，当EIL为氟化锂时，ETL的厚度为39.5nm。
按照以上顺序完成EL器件的沉积。随后将器件在干燥的手套箱中密封包装，以保护免受周围环境的影响。
在20mA/cm2工作电流下测试这样形成的器件的驱动电压和发光效率，结果记录于表30。
表30.器件30-1至30-12的数据，实施例31
1产生20mA/cm2工作电流所需的电压
如表30的本发明实施例所示，与比较器件相比，当器件的电子注入层包含金属络合物MC-20时，得到改进的驱动电压和提高的发光效率。本发明实施例30-7和30-10在电子传输层中含有Cpd-12与MC-1或MC-20的混合物，具有还更改进的驱动电压和提高的发光效率。
实施例32：器件31-1至31-4的制造
采用以下方式构造一系列EL器件(31-1至31-4)。
1.将涂有作为阳极的20nm氧化锡铟(ITO)层的玻璃基板依次在市售洗涤剂中超声清洗，在去离子水中漂洗，在甲苯蒸气中脱脂，随后暴露于氧等离子体中约1分钟。
2.如US 6,208,075所述，通过等离子体辅助沉积CHF3，在ITO上沉积1nm的氟碳化合物(CFx)空穴注入层(HIL1)。
3.沉积10nm厚的二吡嗪并[2，3-f：2′，3′-h]喹喔啉六甲腈的空穴注入层(HIL2)。
4.接着沉积134nm厚的空穴传输材料4，4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(NPB)的层。
5.随后沉积发光层(LEL)，使用何种LEL参见表31。红色LEL为40nm厚的包含红色掺杂剂L46(0.5％体积)的L5。蓝色LEL为20nm厚的包含蓝色掺杂剂L55(1.5％体积)的Cpd-12。
6.在LEL上真空沉积50/50体积的Cpd-12与MC-1的混合物电子传输层(ETL)。
7.在ETL上真空沉积MC-20的电子注入层(EIL)，随后沉积100nm的铝层，形成阴极层。MC-20的量如表31所示。
ETL和EIL层的总厚度为35nm。因此，当EIL为MC-20(3.5nm)时，ETL的厚度为31.5nm。
按照以上顺序完成EL器件的沉积。随后将器件在干燥的手套箱中密封包装，以保护免受周围环境的影响。
在20mA/cm2工作电流下测试这样形成的器件的驱动电压和发光效率，结果记录于表31。
表31.器件31-1至31-4的数据，实施例32
1产生20mA/cm2工作电流所需的电压
如表31的本发明实施例所示，与比较器件相比，当器件的电子注入层包含金属络合物MC-20和蒽时，得到改进的驱动电压和提高的发光效率。
实施例33：器件32-1至32-4的制造
采用以下方式构造一系列EL器件(32-1至32-4)。
1.将涂布作为阳极的20nm氧化锡铟(ITO)层的玻璃基板依次在市售洗涤剂中超声清洗，在去离子水中漂洗，在甲苯蒸气中脱脂，随后暴露于氧等离子体中约1分钟。
2.如US 6,208,075所述，通过等离子体辅助沉积CHF3，在ITO上沉积1nm的氟碳化合物(CFx)空穴注入层(HIL1)。
3.沉积10nm厚的二吡嗪并[2，3-f：2′，3′-h]喹喔啉六甲腈的空穴注入层(HIL2)。
4.沉积20nm厚的包含Cpd-9(30％体积)和Cpd-3(2％体积)的4，4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(NPB)的发光层(LEL)。
5.沉积20nm厚的包含L55(1.5％体积)的Cpd-12的第二发光层(LEL)。
6.在LEL上真空沉积31.5nm厚的50/50体积的Cpd-12、Bphen或Alq3与MC-20的混合物的电子传输层(ETL)，见表32。
7.在ETL上真空沉积35nm厚的MC-20的电子注入层(EIL)。
按照以上顺序完成EL器件的沉积。随后将器件在干燥的手套箱中密封包装，以保护免受周围环境的影响。
在20mA/cm2工作电流下测试这样形成的器件的驱动电压和发光效率，结果记录于表32。
表32.器件32-1至32-4的数据，实施例33
1产生20mA/cm2工作电流所需的电压
如表32的本发明实施例所示，与比较器件相比，当器件的电子注入层包含金属络合物MC-20时，得到改进的驱动电压和提高的发光效率。另外包含稠环芳族化合物的实施例32-1和32-2的电子传输层具有还更改进的驱动电压和提高的发光效率。
实施例34(比较实施例)
如下制备常规OLED：清洗涂有透明ITO导电层的约1.1mm的厚玻璃基板，随后使用市售玻璃洗涤工具干燥。ITO的厚度为约25nm，ITO片材的电阻为约70Ω/□。随后用氧化性等离子体处理ITO表面以调适(condition)作为阳极的表面。通过在RF等离子体处理室中分解CHF3气体，在干净的ITO表面上沉积1nm厚的CFx层作为阳极缓冲层。随后将基板转移至真空沉积室以在基板上沉积所有其他的层。采用以下顺序，在约10-6托真空下，通过由加热船形皿蒸发，沉积以下各层：
1.EL单元：
a)HTL，75nm厚，包括4，4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(NPB)；
b)LEL，30nm厚，包括Alq3；
c)ETL，30nm厚，包括Alq3；和
2.阴极：约210nm厚，包括Mg∶Ag(通过共蒸发约95％体积的Mg和5％体积的Ag形成)。
在沉积这些层后，将器件从沉积室转移至干燥箱(VAC VacuumAtmosphere Company，Hawthorne，CA生产)来进行封装。OLED的发光面积为10mm2。
该常规OLED需要驱动电压为约7.2V来达到20mA/cm2。在该测试条件下，器件的亮度为458cd/m2，发光效率为约2.3cd/A。其色坐标为CIEx＝0.1326，CIEy＝0.544，其发射峰在527nm。在初始亮度为约1,900nit(即cd/m2)下测定工作寿命，表示为T50(@1,900nit)(即于室温下工作后，亮度降至其初始亮度50％的时间)。其T50(@1,900nit)为886小时。根据我们的经验寿命估计，
T50(@x nit)＝T50(@y nit)(y/x)1.6，
在初始亮度为1,000nit时的工作寿命T50(@1000nit)为约2,500小时。该器件的EL性能数据汇总于表33，归一化(normalized)EL光谱示于图2。
该器件为在LEL中不含任何荧光掺杂剂的常规器件。EL发射来自Alq分子内电子-空穴复合。
实施例35(比较实施例)
采用与实施例34相同的方式构造另一OLED，不同之处在于层b变为：
b)LEL，30nm厚，包括掺杂1.0％体积的材料L22的Alq3。
该OLED需要驱动电压为约66V来达到20mA/cm2。在该测试条件下，器件的亮度为1,977cd/m2，发光效率为约9.9cd/A。其色坐标为CIEx＝0.287，CIEy＝0.651，其发射峰在522nm。其T50(@7,713nit)为130小时。因此，其T50(@1,000nit)估计为3,400小时。该器件的EL性能数据汇总于表33，归一化EL光谱示于图2。
该器件为在LEL中含有1.0％体积的荧光掺杂剂L22的常规器件。在工作过程中，在Alq主体材料内形成激子，随后通过
能量转移使激子转移至L22，从而产生EL发射。
实施例36(比较实施例)
采用与实施例34相同的方式构造另一OLED，不同之处在于层b和c变为：
b)LEL，30nm厚，包括掺杂1.0％体积的L22的Alq；和
c)ETL，30nm厚，包括掺杂约1.2％体积的锂的Alq。
该OLED需要驱动电压为约4.7V来达到20mA/cm2。在该测试条件下，器件的亮度为2,054cd/m2，发光效率为约10.3cd/A。其色坐标为CIEx＝0.290，CIEy＝0.651，其发射峰在522nm。其T50(@7,882nit)为208小时。因此，其T50(@1,000nit)估计为5,700小时。EL性能数据汇总于表33。电流密度-电压(J-V)特性和发光效率-电流密度曲线分别示于图3和图4。
在该器件中，使用掺杂锂的Alq层作为ETL，导致降低的驱动电压和改进的发光效率。
实施例37(比较实施例)
采用与实施例34相同的方式构造另一OLED，不同之处在于EL单元变为：
a)HIL，55nm厚，包括MTDATA；
b)HTL，20nm厚，包括NPB；
c)LEL，30nm厚，包括掺杂1.0％体积的L22的Alq3；和
d)ETL，30nm厚，包括掺杂约1.2％体积的锂的Alq3。
该OLED需要驱动电压为约7.5V来达到20mA/cm2。在该测试条件下，器件的亮度为3,406cd/m2，发光效率为约17.0cd/A。其色坐标为CIEx＝0.283，CIEy＝0.651，其发射峰在521nm。其T50(@l 3,720nit)为208小时。因此，其T50(@1,000nit)估计为14,600小时。EL性能数据汇总于表33。J-V特性和发光效率-电流密度曲线分别示于图3和图4。
在该器件中使用MTDATA作为HIL可改进发光效率和工作寿命。但是，驱动电压提高。
实施例38(比较实施例)
采用与实施例34相同的方式构造另一OLED，不同之处在于OLED结构变为：
1.EL单元：
a)HIL，10nm厚，包括Dpq-1；
b)HTL，100nm厚，包括NPB；
c)LEL，20nm厚，包括掺杂1.0％体积的L22的Cpd-12；
d)ETL，50nm厚，包括Cpd-12；
e)EIL，1nm厚，包括LiF；和
2.阴极：约120nm厚，包括Al。
该OLED需要驱动电压为约7.8V来达到20mA/cm2。在该测试条件下，器件的亮度为2,343cd/m2，发光效率为约11.7cd/A。色坐标为CIEx＝0.231，CIEy＝0.605，发射峰在503nm。EL性能数据汇总于表33。J-V特性和发光效率-电流密度曲线分别示于图3和图4。
在该器件中，蒽衍生物Cpd-12同时用作LEL中的主体材料和ETL中的电子传输材料。但是，驱动电压高且发光效率没有改进太多。
实施例39(本发明实施例)
采用与实施例5相同的方式构造本发明的一种OLED，不同之处在于在层d中用2.5nm厚的电子注入材料MC-1代替1nm厚的LiF。
该OLED需要驱动电压为约4.0V达到20mA/cm2。在该测试条件下，器件的亮度为5,279cd/m2，发光效率为约26.4cd/A。色坐标为CIEx＝0.230，CIEy＝0.615，发射峰在503nm。EL性能数据汇总于表33。J-V特性和发光效率-电流密度曲线分别示于图3和图4。
在该器件中，LEL中的主体材料和ETL中的材料均使用蒽衍生物(Cpd-12)。此外，用MC-1代替EIL中的LiF。结果是，该器件效率高且电压低。
实施例40(本发明实施例)
采用与实施例5相同的方式构造本发明的另一OLED，不同之处在于层c、d和e变为：
c)LEL，40nm厚，包括掺杂2.0％体积的L22的Cpd-12；
d)ETL，25nm厚，包括Cpd-12；和
e)EIL，2.5nm厚，包括MC-1。
该OLED需要驱动电压为约3.6V来达到20mA/cm2。在该测试条件下，器件的亮度为4,451cd/m2，发光效率为约22.8cd/A。色坐标为CIEx＝0.233，CIEy＝0.626，发射峰在504nm。T50(@5,000nit)为1,854小时。因此，T50(@1,000nit)估计为24,300小时。EL性能数据汇总于表33。初始亮度-工作时间和初始驱动电压-工作时间的寿命测试曲线分别示于图5和图6。
实施例41(本发明实施例)
采用与实施例40相同的方式构造本发明的另一OLED，不同之处在于层e变为：
e)EIL，2.5nm厚，包括MC-20。
该OLED需要驱动电压为约3.5V来达到20mA/cm2。在该测试条件下，器件的亮度为4,603cd/m2，发光效率为约23.0cd/A。色坐标为CIEx＝0.234，CIEy＝0.627，发射峰在504nm。其T50(@5,000nit)为2,174小时。因此，T50(@1,000nit)估计为28,200小时。EL性能数据汇总于表33。初始亮度-工作时间和初始驱动电压-工作时间的寿命测试曲线分别示于图5和图6。
该实施例表明，使用MC-20作为EIL可进一步改进工作寿命和在寿命期间减少电压升高。
表33.实施例34至41的器件数据
本说明书引用的专利和其他出版物的全部内容通过引用结合到本文中来。具体参考了某些优选的实施方案来更详细地描述了本发明，但应理解的是，在本发明的宗旨和范围内可进行各种变化和改变。
部件列表
101基板
103阳极
105空穴注入层(HIL)
107空穴传输层(HTL)
109发光层(LEL)
111电子传输层(ETL)
112电子注入层(EIL)
113阴极
150能源
160导体
Claims (27)
1.一种OLED器件，所述器件按次序包括阴极、发光层和阳极以及位于所述阴极和所述发光层之间的另外层，所述另外层包含式(4′)表示的环金属化络合物
其中：
Z和虚线弧表示与M一起形成5-元或6-元环所需的两个或三个原子和键；
各A表示H或取代基，各B表示Z原子上独立选择的取代基，条件是两个或多个取代基可结合形成稠环或稠环体系；
j为0-3，k为1或2；
M表示周期表IA、IIA、IIIA或IIB族元素；
m和n为独立选择的整数，选择m和n使得络合物上的电荷为中性；和
条件是所述络合物不包含8-喹啉酚根配体。
2.权利要求1的器件，其中M表示碱金属或碱土金属。
3.权利要求1的器件，其中所述发光层包含最高达10％体积的发光化合物和至少一种式(3)的蒽主体化合物：
其中
W1-W10独立表示氢或独立选择的取代基。
4.权利要求3的器件，其中W1-W10独立选自氢、烷基、芳族碳环和芳族杂环基团。
5.权利要求3的器件，其中所述发光层中的所述蒽化合物选自：
6.权利要求1的器件，其中所述另外层与所述发光层相邻。
7.权利要求1的器件，其中所述环金属化络合物为锂络合物。
8.权利要求1的器件，其中所述环金属化络合物选自：
9.一种OLED器件，所述器件按次序包括阴极、发光层和阳极，且包括；
(i)位于所述阴极和所述发光层之间的另外层，所述另外层包含式(4′)表示的环金属化络合物
其中：
Z和虚线弧表示与M一起形成5-元或6-元环所需的两个或三个原子和键；
各A表示H或取代基，各B表示Z原子上独立选择的取代基，条件是两个或多个取代基可结合形成稠环或稠环体系；
j为0-3，k为1或2；
M表示碱金属或碱土金属；
m和n为独立选择的整数，选择m和n使得络合物上的电荷为中性；和
条件是所述络合物不包含8-喹啉酚根配体，和
(ii)位于所述阳极和所述发光层之间的附加层，所述附加层包含式(8)的化合物
其中：
R独立表示氢或独立选择的取代基，至少一个R表示Hammett参数值σ为至少0.3的吸电子取代基。
10.权利要求9的器件，其中各R基团独立选自腈、硝基、酯和酰胺基团。
11.权利要求9的器件，其中所述式(8)的化合物选自：
12.一种OLED器件，所述器件按次序包括阴极、发光层和阳极以及位于所述阴极和所述发光层之间的(A)第一层和(B)附加层，所述第一层包含(a)10％体积或以上的稠环芳族化合物和(b)至少一种碱金属或碱土金属的盐或第一层络合物，所述附加层包含碱金属或碱土金属的络合物。
13.权利要求12的器件，其中所述稠环芳族化合物用式(3)表示：
其中
W1-W10独立表示氢或独立选择的取代基。
14.权利要求13的器件，其中W9和W10独立选自苯基、联苯基、萘基和蒽基，W1-W8独立选自氢、烷基和苯基。
15.权利要求13的器件，其中所述蒽基选自：
16.权利要求12的器件，其中所述稠环芳族化合物用式(1)表示：
其中：
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11和R12独立选自氢和取代基；
条件是任何所述取代基可结合形成其他稠环。
17.权利要求12的器件，其中所述稠环芳族化合物用式(2)表示：
其中：
Ar1-Ar4表示独立选择的芳族基团；
R1-R4表示氢或独立选择的取代基。
18.权利要求12的器件，其中在所述第一层或附加层中的至少一种碱金属或碱土金属络合物独立选自式(4′)表示的那些物质
其中：
Z和虚线弧表示与M一起形成5-元或6-元环所需的两个或三个原子和键；
各A表示H或取代基，各B表示Z原子上独立选择的取代基，条件是两个或多个取代基可结合形成稠环或稠环体系；
j为0-3，k为1或2；
M表示周期表IA、IIA、IIIA或IIB族元素；和
m和n为独立选择的整数，选择m和n使得络合物上的电荷为中性。
19.权利要求18的器件，其中在所述第一层或附加层中的至少一种碱金属或碱土金属络合物独立选自式(5)表示的那些物质
其中：
各ra和rb表示独立选择的取代基，条件是两个取代基可结合形成环；
s为0-3；
t为0-3；
n为整数。
20.权利要求18的器件，其中在所述第一层或附加层中的至少一种碱金属或碱土金属络合物独立选自式(11)表示的那些物质
其中：
各ra和rb表示独立选择的取代基，条件是两个取代基可结合形成环；
s为0-3；
t为0-3；
n为整数。
21.权利要求12的器件，其中所述发光层包含第一蒽类化合物和至少一种掺杂剂，且所述稠环芳族化合物为第二蒽类化合物。
22.权利要求21的器件，其中所述第一和第二蒽类化合物用式(12)独立表示：
其中：
Ar2、Ar9和Ar10独立表示芳基；和
v1、v3、v4、v5、v6、v7和v8独立表示氢或取代基。
23.权利要求22的器件，其中所述第一和第二蒽类化合物独立
选自：
和
24.权利要求21的器件，其中所述发光层中的掺杂剂选自香豆素、若丹明、喹吖啶酮或蒽的衍生物。
25.权利要求24的器件，其中所述发光层中的掺杂剂选自：
26.权利要求24的器件，其中所述发光层中的掺杂剂用下式表示：
其中
Ar1-Ar6独立表示芳基；和
v1-v7独立表示氢或取代基。
27.权利要求26的OLED，其中所述发光层中的掺杂剂选自：
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