CN111129326A - 有机电致发光器件和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种有机电致发光器件，属于有机电致发光技术领域。该有机电致发光器件包括依次层叠设置的阳极、电子阻挡层、有机发光层和阴极；其中，所述电子阻挡层包括复数层层叠设置的子膜层，各所述子膜层的材料各不相同且均选自化学式1所示的芳族化合物；任意相邻的两层所述子膜层分别为前一所述子膜层和后一所述子膜层，其中，前一所述子膜层位于后一所述子膜层靠近所述阳极的表面上，且前一所述子膜层的材料的最高已占轨道能级值大于后一所述子膜层的材料的最高已占轨道能级值；所述化学式1为：
Figure DDA0002331653970000011

Description

有机电致发光器件和电子设备
技术领域
本申请涉及有机电致发光技术领域，尤其涉及一种有机电致发光器件和电子设备。
背景技术
近年来，有机电致发光器件(OLED，Organic electroluminescent device)作为新一代显示技术逐渐进入人们的视野。常见的有机电致发光器件包括依次层叠设置的阳极、空穴传输层、有机发光层、电子传输层和阴极。当阴阳两极施加电压时，两电极产生电场；在电场的作用下，阴极侧的电子向有机发光层移动，阳极侧的空穴也向有机发光层移动，电子和空穴在有机发光层结合形成激子，激子处于激发态向外释放能量，进而使得有机发光层对外发光。
现有技术中，在空穴传输层和有机发光层之间还可以设置有电子阻挡层，电子阻挡层可以阻挡电子和激子从有机发光层向空穴传输层扩散，进而提高有机电致发光器件的发光效率。然而，如何设置电子阻挡层以进一步提高有机电致发光器件的性能，依然是本领域亟待解决的问题。
所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本申请的目的在于提供一种有机电致发光器件和电子设备，提高有机电致发光器件的性能。
为实现上述发明目的，本申请采用如下技术方案：
根据本申请的第一个方面，提供一种有机电致发光器件，包括依次层叠设置的阳极、电子阻挡层、有机发光层和阴极；其中，所述电子阻挡层包括复数层层叠设置的子膜层，各所述子膜层的材料各不相同且均选自化学式1所示的芳族化合物；任意相邻的两层所述子膜层分别为前一所述子膜层和后一所述子膜层，其中，前一所述子膜层位于后一所述子膜层靠近所述阳极的表面上，且前一所述子膜层的材料的最高已占轨道能级值大于后一所述子膜层的材料的最高已占轨道能级值；
Figure BDA0002331653950000011
其中，X选自C(Me)2、C(Ph)2、Si(Me)2、Si(Ph)2、N(Ph)、O或S；R1选自H、卤素、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为3～15的环烷基或碳原子数为6～15的芳基；Ar1和Ar2相同或不同，分别独立地选自取代或者未取代的碳原子数为6～28的芳基、取代或者未取代的碳原子数为6～28的杂芳基。
根据本申请的第二个方面，提供一种电子设备，电子设备包括上述的有机电致发光器件。
本申请的有机电致发光器件中，电子阻挡层包含复数层子膜层，且各个子膜层的材料的HOMO(最高已占轨道)能级值从阳极向阴极方向依次降低。因此，电子阻挡层在靠近阳极的一侧的HOMO能级值较高，与阳极或者设置于阳极和电子阻挡层之间的空穴传输层的HOMO能级值差异小，可以降低有机电致发光器件向空穴传输层注入空穴的空穴注入势垒，提高向电子阻挡层注入空穴的效率并降低有机电致发光器件的驱动电压。不仅如此，电子阻挡层靠近有机发光层一侧的HOMO能级值较低，与有机发光层的HOMO能级值更为匹配，可以降低电子阻挡层向有机发光层注入空穴的空穴注入势垒，提高向有机发光层注入空穴的效率并降低有机电致发光器件的驱动电压。不仅如此，由于电子阻挡层向有机发光层注入空穴效率的提高，可以增加空穴和电子在有机发光层复合的几率，提高有机电致发光器件的发光效率。如此，本申请的有机电致发光器件的性能提高，并进而改善了应用该有机电致发光器件的电子设备的性能。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施方式，本申请的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
图1是本申请一实施方式的有机电致发光器件的结构示意图。
图2是本申请一实施方式的有机电致发光器件的结构示意图。
图3是本申请一实施方式的有机电致发光器件的结构示意图。
图4是本申请一实施方式的有机电致发光器件的结构示意图。
图5是本申请一实施方式的电子阻挡层的各个子膜层的能级示意图。
图6是本申请一实施方式的电子阻挡层的各个子膜层的能级示意图。
图7是本申请一实施方式的电子阻挡层的各个子膜层的能级示意图。
图8是本申请一实施方式的电子阻挡层的各个子膜层的能级示意图。
图9是本申请一实施方式的电子阻挡层的各个子膜层的能级示意图。
图10是本申请一实施方式的电子阻挡层的各个子膜层的能级示意图。
图11是本申请一实施方式的电子阻挡层的各个子膜层的能级示意图。
图12是本申请一实施方式的电子阻挡层的各个子膜层的能级示意图。
图13是本申请一实施方式的电子阻挡层的各个子膜层的能级示意图。
图14是本申请一实施方式的电子阻挡层的各个子膜层的能级示意图。
图15是本申请一实施方式的电子设备的结构示意图。
图16是本申请一实施方式的有机电致发光器件的各个膜层的能级示意图。
图中主要元件附图标记说明如下：
110、阳极；120、空穴注入层；130、空穴传输层；140、电子阻挡层；141、第一子膜层；142、第二子膜层；143、第三子膜层；144、第四子膜层；150、有机发光层；160、电子传输层；170、电子注入层；180、阴极；200、电子设备。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本申请将更加全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本申请的实施例的充分理解。
在图中，为了清晰，可能夸大了区域和层的厚度。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本申请的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本申请的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本申请的主要技术创意。
第一方面，本申请提供一种有机电致发光器件，如图1～3所示，该有机电致发光器件包括依次层叠设置的阳极110、电子阻挡层140、有机发光层150和阴极180。其中，所述电子阻挡层140包括复数层(即两层及以上)层叠设置的子膜层，各所述子膜层的材料各不相同且均选自化学式1所示的芳族化合物。任意相邻的两层所述子膜层分别为前一所述子膜层和后一所述子膜层，其中，前一所述子膜层位于后一所述子膜层靠近所述阳极110的表面，且前一所述子膜层的材料的最高已占轨道(HOMO)能级值大于后一所述子膜层的材料的最高已占轨道能级值；
Figure BDA0002331653950000031
其中，X选自C(Me)2、C(Ph)2、Si(Me)2、Si(Ph)2、N(Ph)、O或S；R1选自H、卤素、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为3～15的环烷基或碳原子数为6～15的芳基；Ar1和Ar2相同或不同，分别独立地选自取代或者未取代的碳原子数为6～28的芳基、取代或者未取代的碳原子数为6～28的杂芳基。
本申请的有机电致发光器件中，电子阻挡层140包含复数层层数的子膜层，具体层数例如可以为2层、3层或4层。并且，电子阻挡层140中，各个子膜层的材料的HOMO能级值从阳极110向阴极180方向依次降低。因此，电子阻挡层140在靠近阳极110的一侧的HOMO能级值较高，与阳极110或者设置于阳极110和电子阻挡层140之间的空穴传输层130的HOMO能级值差异小，可以降低有机电致发光器件向空穴传输层130注入空穴的空穴注入势垒，提高向电子阻挡层140注入空穴的效率并降低有机电致发光器件的驱动电压。不仅如此，电子阻挡层140靠近有机发光层150一侧的HOMO能级值较低，与有机发光层150的HOMO能级值更为匹配，可以降低电子阻挡层140向有机发光层150注入空穴的空穴注入势垒，提高向有机发光层150注入空穴的效率并降低有机电致发光器件的驱动电压。不仅如此，由于电子阻挡层140向有机发光层150注入空穴效率的提高，可以增加空穴和电子在有机发光层150复合的几率，提高有机电致发光器件的发光效率。
在本申请中，芳基指的是衍生自芳香烃环的任选官能团或取代基。芳基可以是单环芳基或多环芳基，换言之，芳基可以是单环芳基、稠环芳基、通过碳碳键共轭连接的两个或者更多个单环芳基、通过碳碳键共轭连接的单环芳基和稠环芳基、通过碳碳键共轭连接的两个或者更多个稠环芳基。即，通过碳碳键共轭连接的两个或者更多个芳香基团也可以视为本申请的芳基。其中，芳基中不含有B、N、O、S或P等杂原子。举例而言，在本申请中，联苯基、三联苯基等为芳基。芳基的具体实例包括但不限于，苯基、萘基、芴基、蒽基、菲基、联苯基、三联苯基、四联苯基、五联苯基、六联苯基、苯并[9,10]菲基、芘基、苯并荧蒽基、
Figure BDA0002331653950000032
基等。
在本申请中，取代的芳基，指的是芳基中的一个或者多个氢原子被其基团所取代，例如至少一个氢原子被氘原子、-F、-Cl、-I、-CN、羟基、硝基、氨基、烷基(例如为碳原子数为1～10的烷基)、环烷基(例如碳原子数为3～10的环烷基)、烷氧基(例如为碳原子数为1～6的烷氧基)或者其他基团取代。应当理解的是，取代的碳原子数为6～28的芳基，指的是芳基和芳基上的取代基的碳原子总数为6～28个。
在本申请中，杂芳基可以是包括B、O、N、P、Si和S中的至少一个作为杂原子的杂芳基。杂芳基可以是单环杂芳基或多环杂芳基，换言之，杂芳基可以是单个芳香环体系，也可以是通过碳碳键共轭连接的多个芳香环体系，且任一芳香环体系为一个芳香单环或者一个芳香稠环。杂芳基的具体实例包括但不限于，噻吩基、呋喃基、吡咯基、咪唑基、噻唑基、噁唑基、噁二唑基、三唑基、吡啶基、联吡啶基、嘧啶基、三嗪基、吖啶基、哒嗪基、吡嗪基、喹啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、吩噁嗪基、酞嗪基、吡啶并嘧啶基、吡啶并吡嗪基、吡嗪并吡嗪基、异喹啉基、吲哚基、咔唑基、N-芳基咔唑基、N-杂芳基咔唑基、N-烷基咔唑基、苯并噁唑基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、苯并咔唑基、苯并噻吩基、二苯并噻吩基、噻吩并噻吩基、苯并呋喃基、菲咯啉基、异噁唑基、噻二唑基、苯并噻唑基、吩噻嗪基、二苯并甲硅烷基、二苯并呋喃基、苯基取代的二苯并呋喃基、二苯并呋喃基取代的苯基等。其中，噻吩基、呋喃基、菲咯啉基等为单个芳香环体系的杂芳基，N-芳基咔唑基、N-杂芳基咔唑基、苯基取代的二苯并呋喃基、二苯并呋喃基取代的苯基等为通过碳碳键共轭连接的多个芳香环体系的杂芳基。
在本申请中，取代的杂芳基，指的是杂芳基中的一个或者多个氢原子被其基团所取代，例如至少一个氢原子被氘原子、-F、-Cl、I、-CN、羟基、硝基、氨基、烷基(例如为碳原子数为1～10的烷基)、环烷基(例如碳原子数为3～10的环烷基)、烷氧基(例如为碳原子数为1～6的烷氧基)或者其他基团取代。应当理解地是，取代的碳原子数为2～28的杂芳基，指的是杂芳基和杂芳基上的取代基的碳原子总数为2～28个。
在本申请中，碳原子数为1～10的烷基可以包括碳原子数为1～10的直连烷基或碳原子数为3～10的支链烷基，烷基的碳原子的个数例如为1、2、3、4、5、7、8、9或10；烷基的具体实例包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、正己基等。
在本申请中，环烷基的具体实例包括但不限于：环己基、金刚烷基等。
在本申请中，卤素可以包括F、Cl、Br、I。
可选地，R1选自H、卤素、碳原子数为1～4的烷基、碳原子数为6～12的环烷基或碳原子数为6～12的芳基。
可选地，化学式1中，
Figure BDA0002331653950000041
为
Figure BDA0002331653950000042
Figure BDA0002331653950000043
可选地，Ar1为
Figure BDA0002331653950000044
Ar2为
Figure BDA0002331653950000045
其中，R2和R3各自独立地选自H、碳原子数为6～12的环烷基；L1和L2各自独立地选自取代或者未取代的碳原子数为6～18的亚芳基、取代或者未取代的碳原子数为12～18的亚杂芳基。
按照一种实施方式，R1、R2和R3中的一个为碳原子数为6～12的环烷基，其余两个为H。
按照一种实施方式，Ar1和Ar2至少一个的基团上具有金刚烷基。
按照一种实施方式，化学式1中，
Figure BDA0002331653950000046
选自如下取代基所组成的组：
Figure BDA0002331653950000051
且R1选自H、卤素(例如F)、碳原子数为1～4的烷基、苯基或碳原子数为6～12的环烷基(例如环己基、金刚烷基)。
可选地，Ar1和Ar2分别独立地选自如下取代基所组成的组：
Figure BDA0002331653950000052
可选地，所述芳族化合物选自以下化合物1至111所组成的组：
Figure BDA0002331653950000053
Figure BDA0002331653950000061
Figure BDA0002331653950000071
Figure BDA0002331653950000081
Figure BDA0002331653950000091
按照一种实施方式，所述芳族化合物选自化合物6、化合物18、化合物33、化合物40、化合物50、化合物63、化合物81、化合物82、化合物86、化合物87、化合物90、化合物96、化合物106所组成的组，当两个相邻设置的子膜层的材料分别选自上述化合物时，两个子膜层之间可以形成良好的界面特性，不仅使得两个子膜层之间不易相互脱落和分离，而且可以相互协同以降低两个子膜层之间的空穴注入势垒，进而提高空穴的传输效率。表1中列举了上述化合物的能级数据，根据表1可以知晓，上述化合物的HOMO能级和LUMO能级均不相同。因此，可以根据上述化合物的能级数据，选择不同的化合物作为不同的子膜层的材料。不仅如此，还可以通过选择适宜的化合物，使得电子阻挡层140的LUMO能级与有机发光层150的LUMO能级存在较大能级差，提高电子从有机发光层150进入电子阻挡层140的能级势垒，提高电子阻挡层140阻挡电子向阳极110方向传输的性能。
表1：化合物的能级数据
Figure BDA0002331653950000092
Figure BDA0002331653950000101
在本申请的一种具体实施方式中，如图1所示，所述电子阻挡层140由依次层叠的第一子膜层141和第二子膜层142组成，且所述第一子膜层141设置于所述第二子膜层142靠近所述阳极110的表面上。
可选地，所述第一子膜层141的材料为化合物90，所述第二子膜层142的材料为化合物50。图5展示了电子阻挡层140中第一子膜层141和第二子膜层142的HOMO能级和LUMO能级，其中，位于上方的(数值大的)为LUMO能级，位于下方的(数值小的)为HOMO能级。根据表1和图5可知，第一子膜层141与阳极110或者空穴传输层130之间具有较小的HOMO能级差，第二子膜层142与有机发光层150之间具有较小的HOMO能级差，且第一子膜层141与第二子膜层142之间也具有较小的HOMO能级差；这使得空穴注入第一子膜层141、第二子膜层142和有机发光层150等各个膜层时的注入势垒均较低，保证了空穴注入各个膜层时的注入效率，且降低了有机电致发光器件的驱动电压。不仅如此，第一子膜层141和第二子膜层142之间还具有较高的LUMO能级差，可以增加电子注入第一子膜层141的注入势垒，使得电子阻挡层140能够有效阻挡电子载流子向阳极110方向传输，实现对空穴传输层130材料的保护。
可选地，所述第一子膜层141的材料为化合物96，所述第二子膜层142的材料为化合物50。图6展示了电子阻挡层140中第一子膜层141和第二子膜层142的HOMO能级和LUMO能级，其中，位于上方的(数值大的)为LUMO能级，位于下方的(数值小的)为HOMO能级。根据表1和图6可知，第一子膜层141与阳极110或者空穴传输层130之间具有较小的HOMO能级差，第二子膜层142与有机发光层150之间具有较小的HOMO能级差，且第一子膜层141与第二子膜层142之间也具有较小的HOMO能级差；这使得空穴注入第一子膜层141、第二子膜层142和有机发光层150等各个膜层时的注入势垒均较低，保证了空穴注入各个膜层时的注入效率，且降低了有机电致发光器件的驱动电压。不仅如此，第一子膜层141和第二子膜层142之间还具有较高的LUMO能级差，可以增加电子注入第一子膜层141的注入势垒，使得电子阻挡层140能够有效阻挡电子载流子向阳极110方向传输，实现对空穴传输层130材料的保护。
在本申请的另一种具体实施方式中，如图2所示，所述电子阻挡层140由依次层叠的第一子膜层141、第二子膜层142和第三子膜层143组成，且所述第一子膜层141设置于所述第二子膜层142靠近所述阳极110的表面上。
可选地，所述第一子膜层141的材料为化合物18，所述第二子膜层142的材料为化合物6，所述第三子膜层143的材料为化合物50。图7展示了电子阻挡层140中第一子膜层141、第二子膜层142和第三子膜层143的HOMO能级和LUMO能级，其中，位于上方的(数值大的)为LUMO能级，位于下方的(数值小的)为HOMO能级。根据表1和图7可知，第一子膜层141、第二子膜层142和第三子膜层143的HOMO能级值呈台阶状依次下降，既保证了第一子膜层141与阳极110或者空穴传输层130之间具有较小的HOMO能级差，保证了第三子膜层143与有机发光层150之间具有较小的HOMO能级差，也保证了第一子膜层141与第二子膜层142之间具有较小的HOMO能级差，以及保证第二子膜层142与第三子膜层143之间具有较小的HOMO能级差。如此，空穴注入第一子膜层141、第二子膜层142、第三子膜层143和有机发光层150等各个膜层时的注入势垒均较低，保证了空穴注入各个膜层时的注入效率，且降低了有机电致发光器件的驱动电压。不仅如此，第二子膜层142和第三子膜层143之间还具有较高的LUMO能级差，可以增加电子注入第二子膜层142的注入势垒，使得电子阻挡层140能够有效阻挡电子载流子向阳极110方向传输，实现对空穴传输层130材料的保护。
可选地，所述第一子膜层141的材料为化合物86，所述第二子膜层142的材料为化合物63，所述第三子膜层143的材料为化合物96。图8展示了电子阻挡层140中第一子膜层141、第二子膜层142和第三子膜层143的HOMO能级和LUMO能级，其中，位于上方的(数值大的)为LUMO能级，位于下方的(数值小的)为HOMO能级。根据表1和图8可知，第一子膜层141、第二子膜层142和第三子膜层143的HOMO能级值呈台阶状依次下降，既保证了第一子膜层141与阳极110或者空穴传输层130之间具有较小的HOMO能级差，保证了第三子膜层143与有机发光层150之间具有较小的HOMO能级差，也保证了第一子膜层141与第二子膜层142之间具有较小的HOMO能级差，以及保证第二子膜层142与第三子膜层143之间具有较小的HOMO能级差。如此，空穴注入第一子膜层141、第二子膜层142、第三子膜层143和有机发光层150等各个膜层时的注入势垒均较低，保证了空穴注入各个膜层时的注入效率，且降低了有机电致发光器件的驱动电压。不仅如此，第三子膜层143、第二子膜层142和第一子膜层141的LUMO能级依次增高，使得电子阻挡层140可以实现良好的电子阻挡效果。
可选地，所述第一子膜层141的材料为化合物86，所述第二子膜层142的材料为化合物63，所述第三子膜层143的材料为化合物82。图9展示了电子阻挡层140中第一子膜层141、第二子膜层142和第三子膜层143的HOMO能级和LUMO能级，其中，位于上方的(数值大的)为LUMO能级，位于下方的(数值小的)为HOMO能级。根据表1和图9可知，第一子膜层141、第二子膜层142和第三子膜层143的HOMO能级值呈台阶状依次下降，既保证了第一子膜层141与阳极110或者空穴传输层130之间具有较小的HOMO能级差，保证了第三子膜层143与有机发光层150之间具有较小的HOMO能级差，也保证了第一子膜层141与第二子膜层142之间具有较小的HOMO能级差，以及保证第二子膜层142与第三子膜层143之间具有较小的HOMO能级差。如此，空穴注入第一子膜层141、第二子膜层142、第三子膜层143和有机发光层150等各个膜层时的注入势垒均较低，保证了空穴注入各个膜层时的注入效率，且降低了有机电致发光器件的驱动电压。不仅如此，第三子膜层143具有较高的LUMO能级，能够增加第三子膜层143与有机发光层150之间的LUMO能级差，可以增加电子从有机发光层150注入第三子膜层143的注入势垒，使得电子阻挡层140能够有效阻挡电子载流子向阳极110方向传输，实现对空穴传输层130材料的保护。
可选地，所述第一子膜层141的材料为化合物18，所述第二子膜层142的材料为化合物81，所述第三子膜层143的材料为化合物90。图10展示了电子阻挡层140中第一子膜层141、第二子膜层142和第三子膜层143的HOMO能级和LUMO能级，其中，位于上方的(数值大的)为LUMO能级，位于下方的(数值小的)为HOMO能级。根据表1和图10可知，第一子膜层141、第二子膜层142和第三子膜层143的HOMO能级值呈台阶状依次下降，既保证了第一子膜层141与阳极110或者空穴传输层130之间具有较小的HOMO能级差，保证了第三子膜层143与有机发光层150之间具有较小的HOMO能级差，也保证了第一子膜层141与第二子膜层142之间具有较小的HOMO能级差，以及保证第二子膜层142与第三子膜层143之间具有较小的HOMO能级差。如此，空穴注入第一子膜层141、第二子膜层142、第三子膜层143和有机发光层150等各个膜层时的注入势垒均较低，保证了空穴注入各个膜层时的注入效率，且降低了有机电致发光器件的驱动电压。不仅如此，第一子膜层141和第二子膜层142之间还具有较高的LUMO能级差，可以增加电子注入第一子膜层141的注入势垒，使得电子阻挡层140能够有效阻挡电子载流子向阳极110方向传输，实现对空穴传输层130材料的保护。
可选地，所述第一子膜层141的材料为化合物86，所述第二子膜层142的材料为化合物40，所述第三子膜层143的材料为化合物96。图11展示了电子阻挡层140中第一子膜层141、第二子膜层142和第三子膜层143的HOMO能级和LUMO能级，其中，位于上方的(数值大的)为LUMO能级，位于下方的(数值小的)为HOMO能级。根据表1和图11可知，第一子膜层141、第二子膜层142和第三子膜层143的HOMO能级值呈台阶状依次下降，既保证了第一子膜层141与阳极110或者空穴传输层130之间具有较小的HOMO能级差，保证了第三子膜层143与有机发光层150之间具有较小的HOMO能级差，也保证了第一子膜层141与第二子膜层142之间具有较小的HOMO能级差，以及保证第二子膜层142与第三子膜层143之间具有较小的HOMO能级差。如此，空穴注入第一子膜层141、第二子膜层142、第三子膜层143和有机发光层150等各个膜层时的注入势垒均较低，保证了空穴注入各个膜层时的注入效率，且降低了有机电致发光器件的驱动电压。
在本申请的又一种具体实施方式中，如图3所示，所述电子阻挡层140由依次层叠的第一子膜层141、第二子膜层142、第三子膜层143和第四子膜层144组成，且所述第一子膜层141设置于所述第二子膜层142靠近所述阳极110的表面上。
可选地，所述第一子膜层141的材料为化合物86，所述第二子膜层142的材料为化合物106，所述第三子膜层143的材料为化合物90，所述第四子膜层144的材料为化合物50。图12展示了电子阻挡层140中第一子膜层141、第二子膜层142、第三子膜层143和第四子膜层144的HOMO能级和LUMO能级，其中，位于上方的(数值大的)为LUMO能级，位于下方的(数值小的)为HOMO能级。根据表1和图12可知，第一子膜层141、第二子膜层142、第三子膜层143和第四子膜层144的HOMO能级值呈台阶状依次下降，既保证了第一子膜层141与阳极110或者空穴传输层130之间具有较小的HOMO能级差，保证了第四子膜层144与有机发光层150之间具有较小的HOMO能级差，也保证了第一子膜层141与第二子膜层142之间、第二子膜层142之间与第三子膜层143之间以及第三子膜层143与第四子膜层144之间均具有较小的HOMO能级差。如此，空穴注入第一子膜层141、第二子膜层142、第三子膜层143、第四子膜层144和有机发光层150等各个膜层时的注入势垒均较低，保证了空穴注入各个膜层时的注入效率，且降低了有机电致发光器件的驱动电压。不仅如此，第三子膜层143和第四子膜层144之间还具有较高的LUMO能级差，可以增加电子注入第三子膜层143的注入势垒，使得电子阻挡层140能够有效阻挡电子载流子向阳极110方向传输，实现对空穴传输层130材料的保护。
可选地，所述第一子膜层141的材料为化合物18，所述第二子膜层142的材料为化合物87，所述第三子膜层143的材料为化合物96，所述第四子膜层144的材料为化合物90。图13展示了电子阻挡层140中第一子膜层141、第二子膜层142、第三子膜层143和第四子膜层144的HOMO能级和LUMO能级，其中，位于上方的(数值大的)为LUMO能级，位于下方的(数值小的)为HOMO能级。根据表1和图13可知，第一子膜层141、第二子膜层142、第三子膜层143和第四子膜层144的HOMO能级值呈台阶状依次下降，既保证了第一子膜层141与阳极110或者空穴传输层130之间具有较小的HOMO能级差，保证了第四子膜层144与有机发光层150之间具有较小的HOMO能级差，也保证了第一子膜层141与第二子膜层142之间、第二子膜层142之间与第三子膜层143之间以及第三子膜层143与第四子膜层144之间均具有较小的HOMO能级差。如此，空穴注入第一子膜层141、第二子膜层142、第三子膜层143、第四子膜层144和有机发光层150等各个膜层时的注入势垒均较低，保证了空穴注入各个膜层时的注入效率，且降低了有机电致发光器件的驱动电压。不仅如此，第二子膜层142和第三子膜层143之间还具有较高的LUMO能级差，可以增加电子注入第二子膜层142的注入势垒，使得电子阻挡层140能够有效阻挡电子载流子向阳极110方向传输，实现对空穴传输层130材料的保护。
可选地，所述第一子膜层141的材料为化合物18，所述第二子膜层142的材料为化合物82，所述第三子膜层143的材料为化合物6，所述第四子膜层144的材料为化合物50。图14展示了电子阻挡层140中第一子膜层141、第二子膜层142、第三子膜层143和第四子膜层144的HOMO能级和LUMO能级，其中，位于上方的(数值大的)为LUMO能级，位于下方的(数值小的)为HOMO能级。根据表1和图14可知，第一子膜层141、第二子膜层142、第三子膜层143和第四子膜层144的HOMO能级值呈台阶状依次下降，既保证了第一子膜层141与阳极110或者空穴传输层130之间具有较小的HOMO能级差，保证了第四子膜层144与有机发光层150之间具有较小的HOMO能级差，也保证了第一子膜层141与第二子膜层142之间、第二子膜层142之间与第三子膜层143之间以及第三子膜层143与第四子膜层144之间均具有较小的HOMO能级差。如此，空穴注入第一子膜层141、第二子膜层142、第三子膜层143、第四子膜层144和有机发光层150等各个膜层时的注入势垒均较低，保证了空穴注入各个膜层时的注入效率，且降低了有机电致发光器件的驱动电压。不仅如此，第二子膜层142和第三子膜层143之间还具有较高的LUMO能级差，可以增加电子注入第二子膜层142的注入势垒，使得电子阻挡层140能够有效阻挡电子载流子向阳极110方向传输，实现对空穴传输层130材料的保护。
按照一种实施方式，所述电子阻挡层140的厚度为10～20nm，例如可以为10nm、15nm或20nm。
可选地，各个所述子膜层的厚度相等。
本申请中，有机发光层150可以由单一发光材料组成，也可以包括主体材料和客体材料。
在一种实施方式中，有机发光层150由主体材料和客体材料组成，注入有机发光层150的空穴和注入有机发光层150的电子可以在有机发光层150复合而形成激子，激子将能量传递给主体材料，主体材料将能量传递给客体材料，进而使得客体材料能够发光。
有机发光层150的主体材料可以为金属螯合化类咢辛化合物、双苯乙烯基衍生物、芳香族胺衍生物、二苯并呋喃衍生物或者其他类型的材料，本申请对此不做特殊的限制。按照一种实施方式，有机发光层150的主体材料可以为α,β-ADN(CAS No.855828-36-3)。
有机发光层150的客体材料可以为具有缩合芳基环的化合物或其衍生物、具有杂芳基环的化合物或其衍生物、芳香族胺衍生物或者其他材料，本申请对此不做特殊的限制。按照一种实施方式，有机发光层150的客体材料可以为蓝色荧光材料，例如可以为结构如式A所示的苯胺类化合物(CAS No.913977-61-4)等。
Figure BDA0002331653950000141
可选地，如图4所示，本申请的有机电致发光器件还包括电子传输层160，电子传输层160设置于有机发光层和阴极180之间，用于将向有机发光层注入电子。电子传输层160可以为单层结构，也可以为多层结构，其可以包括一种或者多种电子传输材料，电子传输材料可以选自苯并咪唑衍生物、恶二唑衍生物、喹喔啉衍生物或者其他电子传输材料，本申请对此不做特殊的限定。例如，所述电子传输层160可以由PBD(CAS No.:15082-28-7)和LiQ组成。
可选地，如图4所示，本申请的有机电致发光器件还可以包括设置于阴极180和电子传输层160之间的电子注入层170，以增强向电子传输层160注入电子的能力。电子注入层170可以包括有碱金属硫化物、碱金属卤化物等无机材料，或者可以包括碱金属与有机物的络合物。在本申请的一种实施方式中，电子注入层170可以包括Yb。
可选地，如图4所示，本申请的有机电致发光器件还可以包括设置于阳极110和电子阻挡层140之间的空穴传输层130，以向电子阻挡层140注入空穴。其中，空穴传输层130可以包括一种或者多种空穴传输材料，空穴传输材料可以选自咔唑多聚体、咔唑连接三芳胺类化合物或者其他类型的化合物，本申请对此不做特殊的限定。例如，空穴传输层130可以由化合物NPB(CAS No.123847-85-8)组成。
可选地，如图4所示，本申请的有机电致发光器件还可以包括设置于阳极110和空穴传输层130之间的空穴注入层120，以增强向空穴传输层130注入空穴的能力。空穴注入层120可以选用联苯胺衍生物、星爆状芳基胺类化合物、酞菁衍生物或者其他材料，本申请对此不做特殊的限制。例如，空穴注入层120可以由m-MTDATA组成。
阳极110可以使用具有大的功函数的材料，以使得空穴可以顺利地注入至空穴注入层120中。阳极110可以选用一种或者多种阳极材料，其中，阳极材料可以选自金属、金属氧化物、导电聚合物或者其他阳极材料。其中，金属包括但不限于钒、铬、铜、锌、金及上述任一金属的合金；金属氧化物包括但不限于锌氧化物、铟氧化物、铟锡氧化物(ITO)和铟锌氧化物(IZO)；导电聚合物包括但不限于聚(3-甲基噻吩)、聚[3,4-(亚乙基-1,2-二氧基)噻吩](PEDOT)、聚吡咯、聚苯胺。举例而言，在一种实施方式中，所述阳极110例如可以为金属和氧化物的组合，例如ZnO:Al或SnO2:Sb。在另一种实施方式中，阳极可以为ITO。
阴极180可以使用具有小的功函数的材料，以使得电子可以容易地注入至电子注入层170中。阴极180可以包括一种或者多种阴极材料，也可以为一层或者多层结构。其中，阴极材料可以选自金属、金属氧化物、金属卤化物或者其他阴极材料。常用于阴极的金属可以包括但不限于镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆、铝、银、锡、铅和上述任一金属的合金。举例而言，在一种实施方式中，阴极180为多层结构，例如为LiF/Al或LiO2/Al。在另一种实施方式中，阴极可以为镁银合金。
第二方面，本申请还提供一种电子设备，如图15所示，该电子设备200包括上述有机电致发光器件实施方式所描述的任意有机电致发光器件。本申请的电子设备可以为显示装置、照明装置、光通讯装置或者其他类型的电子设备，例如可以包括但不限于，电脑屏幕、手机屏幕、电视机、电子纸、应急照明灯、光模块等。由于电子设备具有第一方面所描述的有机电致发光器件，因此具有相同的有益效果，本申请在此不再赘述。
以下，通过实施例对本发明进一步详细说明。但是，下述实施例仅是本发明的例示，而并非限定本发明。
实施例1：蓝色有机发光器件的制作
将带有ITO透明电极(阳极，厚度为ITO(10nm)/Ag(10nm)/ITO(10nm))的40mm(长)×40mm(宽)×0.7mm(厚)的玻璃基板，利用UV臭氧以及N2等离子体处理基板镀膜面，然后将清洁干净的带有ITO透明电极的阳极玻璃放置在真空蒸镀设备的基板架子上。
ITO透明电极上通过真空蒸镀制备一层m-MTDATA(CAS No.:124729-98-2)以形成厚度为
Figure BDA0002331653950000151
Figure BDA0002331653950000152
的空穴注入层(HIL)；其中，ITO的HOMO能级为-4.8eV；
在空穴注入层上方蒸镀一层NPB(CAS No.123847-85-8)，形成膜厚为110nm的空穴传输层(HTL)；其中，NPB的HOMO能级为-5.5eV；
在所述空穴传输层上方依次真空蒸镀7.5nm化合物90、7.5nm化合物50，形成膜厚为15nm的电子阻挡层(EBL1)；
在电子阻挡层上，蒸镀形成α,β-ADN作为主体材料、掺杂3wt％的式A所示的苯胺类化合物(作为客体材料)的有机发光层，有机发光层的厚度为
Figure BDA0002331653950000153
其中，有机发光层的HOMO能级为-5.95eV，LUMO能级为-2.65eV；
在有机发光层上，将化合物PBD(CAS No.:15082-28-7)和LiQ以1:1的重量比共蒸镀形成膜厚为35nm的电子传输层(ETL)；
在电子传输层上蒸镀1.5nm的Yb形成电子注入层；
将Mg和Ag按照1:9的蒸镀速率混合蒸镀12nm形成阴极；其中，阴极的LUMO能级为-3.36eV；
在阴极上作为覆盖层(CPL)蒸镀70nm厚的N,N-苯基-N,N-(9-苯基-3-咔唑基)-1,1`-联苯-4,4`-二胺(CAS No.887402-92-8)；
在覆盖层上通过UV固化型胶粘剂粘合贴有干燥剂的密封盖(sealcap)，从而保护有机电致发光器件不受大气中的氧气或水分的影响，由此制备得到了顶发光型有机电致发光元件。
图16展示了阳极110、阴极180、空穴传输层130和有机发光层150的HOMO能级和LUMO能级，其中，位于上方的(数值大的)为LUMO能级，位于下方的(数值小的)为HOMO能级。
实施例2
在形成电子阻挡层时，在空穴传输层表面依次蒸镀7.5nm化合物96和7.5nm化合物50，以形成厚度为15nm的电子阻挡层(EBL2)；其余步骤与实施例1的制备方法相同，制备出蓝色有机电致发光器件。
实施例3
在形成电子阻挡层时，在空穴传输层表面依次蒸镀5nm化合物18、5nm化合物6和5nm化合物50，以形成厚度为15nm的电子阻挡层(EBL3)；其余步骤与实施例1的制备方法相同，制备出蓝色有机电致发光器件。
实施例4
在形成电子阻挡层时，在空穴传输层表面依次蒸镀5nm化合物86、5nm化合物63和5nm化合物96，以形成厚度为15nm的电子阻挡层(EBL4)；其余步骤与实施例1的制备方法相同，制备出蓝色有机电致发光器件。
实施例5
在形成电子阻挡层时，在空穴传输层表面依次蒸镀5nm化合物86、5nm化合物63和5nm化合物82，以形成厚度为15nm的电子阻挡层(EBL5)；其余步骤与实施例1的制备方法相同，制备出蓝色有机电致发光器件。
实施例6
在形成电子阻挡层时，在空穴传输层表面依次蒸镀5nm化合物18、5nm化合物81和5nm化合物90，以形成厚度为15nm的电子阻挡层(EBL6)；其余步骤与实施例1的制备方法相同，制备出蓝色有机电致发光器件。
实施例7
在形成电子阻挡层时，在空穴传输层表面依次蒸镀5nm化合物86、5nm化合物40和5nm化合物96，以形成厚度为15nm的电子阻挡层(EBL7)；其余步骤与实施例1的制备方法相同，制备出蓝色有机电致发光器件。
实施例8
在形成电子阻挡层时，在空穴传输层表面依次蒸镀3.75nm化合物86、3.75nm化合物106、3.75nm化合物90和3.75nm化合物50，以形成厚度为15nm的电子阻挡层(EBL8)；其余步骤与实施例1的制备方法相同，制备出蓝色有机电致发光器件。
实施例9
在形成电子阻挡层时，在空穴传输层表面依次蒸镀3.75nm化合物18、3.75nm化合物87、3.75nm化合物96和3.75nm化合物90，以形成厚度为15nm的电子阻挡层(EBL9)；其余步骤与实施例1的制备方法相同，制备出蓝色有机电致发光器件。
实施例10
在形成电子阻挡层时，在空穴传输层表面依次蒸镀3.75nm化合物18、3.75nm化合物82、3.75nm化合物6和3.75nm化合物50，以形成厚度为15nm的电子阻挡层(EBL10)；其余步骤与实施例1的制备方法相同，制备出蓝色有机电致发光器件。
比较例1
在形成电子阻挡层时，在空穴传输层表面蒸镀15nm化合物15，以形成厚度为15nm的电子阻挡层(EBL a)；其余步骤与实施例1的制备方法相同，制备出蓝色有机电致发光器件。
化合物15的HOMO能级值为-5.87eV，化合物a的LUMO能级值为-2.59V，化合物15的T1能级值为3.00V。
比较例2
在形成电子阻挡层时，在空穴传输层表面蒸镀15nm化合物50，以形成厚度为15nm的电子阻挡层(EBL b)；其余步骤与实施例1的制备方法相同，制备出蓝色有机电致发光器件。
比较例3
在形成电子阻挡层时，在空穴传输层表面蒸镀15nm化合物TcTa(CAS No.:139092-78-7)，以形成厚度为15nm的电子阻挡层(EBL TcTa)；其余步骤与实施例1的制备方法相同，制备出蓝色有机电致发光器件。
比较例4
在形成电子阻挡层时，在所述空穴传输层上方依次真空蒸镀7.5nm化合物50、7.5nm化合物90，形成膜厚为15nm的电子阻挡层(EBL d)；其余步骤与实施例1的制备方法相同，制备出蓝色有机电致发光器件。
将实施例1～10和比较例1～4所制备的有机电致发光器件，在10mA/cm2的条件下进行性能测试，测试结果展示在表2中：
表2：有机电致发光器件性能测试结果
Figure BDA0002331653950000171
实施例1和实施例2中，电子阻挡层包括两层子膜层。根据表2可以知晓，相较于比较例1～4所制备的有机电致发光器件，实施例1和2所制备的有机电致发光器件的驱动电压至少降低了0.2V，发光效率至少提高了7％。
实施例3～7中，电子阻挡层包括三层子膜层。根据表2可以知晓，相较于比较例1～4所制备的有机电致发光器件，实施例3～7所制备的有机电致发光器件的驱动电压至少降低了0.3V，发光效率至少提高了9％。
实施例8～10中，电子阻挡层包括四层子膜层。根据表2可以知晓，相较于比较例1～4所制备的有机电致发光器件，实施例8～10所制备的有机电致发光器件的驱动电压至少降低了0.35V，发光效率至少提高了12％。
因此，本申请中采用由多个子膜层组成的电子阻挡层，可以降低有机电致发光器件的驱动电压并提高有机电致发光器件的发光效率，提高了有机电致发光器件的性能。

Claims (14)

1.一种有机电致发光器件，其特征在于，包括依次层叠设置的阳极、电子阻挡层、有机发光层和阴极；其中，所述电子阻挡层包括复数层层叠设置的子膜层，各所述子膜层的材料各不相同且均选自化学式1所示的芳族化合物；任意相邻的两层所述子膜层分别为前一所述子膜层和后一所述子膜层，其中，前一所述子膜层位于后一所述子膜层靠近所述阳极的表面上，且前一所述子膜层的材料的最高已占轨道能级值大于后一所述子膜层的材料的最高已占轨道能级值；
Figure FDA0002331653940000011
其中，X选自C(Me)2、C(Ph)2、Si(Me)2、Si(Ph)2、N(Ph)、O或S；R1选自H、卤素、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为3～15的环烷基或碳原子数为6～15的芳基；Ar1和Ar2相同或不同，分别独立地选自取代或者未取代的碳原子数为6～28的芳基、取代或者未取代的碳原子数为6～28的杂芳基。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，R1选自H、卤素、碳原子数为1～4的烷基、碳原子数为6～12的环烷基或碳原子数为6～12的芳基。
3.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，化学式1中，
Figure FDA0002331653940000012
为
Figure FDA0002331653940000013
4.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，Ar1为
Figure FDA0002331653940000014
Ar2为
Figure FDA0002331653940000015
其中，R2和R3各自独立地选自H、碳原子数为6～12的环烷基；L1和L2各自独立地选自取代或者未取代的碳原子数为6～18的亚芳基、取代或者未取代的碳原子数为12～18的亚杂芳基。
5.根据权利要求4所述的有机电致发光器件，其特征在于，R1、R2和R3中的一个为碳原子数为6～12的环烷基，其余两个为H。
6.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，化学式1中，
Figure FDA0002331653940000016
选自如下基团所组成的组：
Figure FDA0002331653940000017
且R1选自H、卤素、碳原子数为1～4的烷基、苯基或碳原子数为6～12的环烷基。
7.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，Ar1和Ar2分别独立地选自如下基团所组成的组：
Figure FDA0002331653940000021
8.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述芳族化合物选自以下化合物1至111所组成的组：
Figure FDA0002331653940000022
Figure FDA0002331653940000031
Figure FDA0002331653940000041
Figure FDA0002331653940000051
Figure FDA0002331653940000061
9.根据权利要求1或8所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述电子阻挡层由依次层叠的第一子膜层和第二子膜层组成，且所述第一子膜层设置于所述第二子膜层靠近所述阳极的表面上；
优选地，所述第一子膜层的材料为化合物90，所述第二子膜层的材料为化合物50；
优选地，所述第一子膜层的材料为化合物96，所述第二子膜层的材料为化合物50。
10.根据权利要求1或8所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述电子阻挡层由依次层叠的第一子膜层、第二子膜层和第三子膜层组成，且所述第一子膜层设置于所述第二子膜层靠近所述阳极的表面上；
优选地，所述第一子膜层的材料为化合物18，所述第二子膜层的材料为化合物6，所述第三子膜层的材料为化合物50；
优选地，所述第一子膜层的材料为化合物86，所述第二子膜层的材料为化合物63，所述第三子膜层的材料为化合物96；
优选地，所述第一子膜层的材料为化合物86，所述第二子膜层的材料为化合物63，所述第三子膜层的材料为化合物82；
优选地，所述第一子膜层的材料为化合物18，所述第二子膜层的材料为化合物81，所述第三子膜层的材料为化合物90；
优选地，所述第一子膜层的材料为化合物86，所述第二子膜层的材料为化合物40，所述第三子膜层的材料为化合物96。
11.根据权利要求1或8所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述电子阻挡层由依次层叠的第一子膜层、第二子膜层、第三子膜层和第四子膜层组成，且所述第一子膜层设置于所述第二子膜层靠近所述阳极的表面上；
优选地，所述第一子膜层的材料为化合物86，所述第二子膜层的材料为化合物106，所述第三子膜层的材料为化合物90，所述第四子膜层的材料为化合物50；
优选地，所述第一子膜层的材料为化合物18，所述第二子膜层的材料为化合物87，所述第三子膜层的材料为化合物96，所述第四子膜层的材料为化合物90；
优选地，所述第一子膜层的材料为化合物18，所述第二子膜层的材料为化合物82，所述第三子膜层的材料为化合物6，所述第四子膜层的材料为化合物50。
12.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，所述电子阻挡层的厚度为10～20nm。
13.根据权利要求1所述的有机电致发光器件，其特征在于，各个所述子膜层的厚度相等。
14.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1～13任一项所述的有机电致发光器件。
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