CN112397666A - 一种叠层oled器件及包含其的显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种叠层OLED器件及包含其的显示装置，所述叠层OLED器件包括第一电极、第二电极以及设置于第一电极和第二电极之间的至少两个发光单元；相邻的所述发光单元之间设置有连接层；每个所述发光单元包括依次设置的空穴传输区域、发光层和电子传输区域；所述电子传输区域包括第一电子传输层和第二电子传输层。本发明通过对器件层级结构的设计和电子传输材料的选择，有效阻挡连接层中n型掺杂层材料向发光层及p型掺杂层的扩散，使层级之间具有很好的能级匹配程度，使叠层OLED器件具有优异的稳定性和发光效率，而且工作寿命延长，能够充分满足在高性能显示装置及电子设备中的应用要求。

Description

一种叠层OLED器件及包含其的显示装置
技术领域
本发明属于有机电致发光技术领域，具体涉及一种叠层OLED器件及包含其的显示装置。
背景技术
有机电致发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)是近年来获得飞速发展的新一代显示技术，具有自发光、响应快、发光效率和亮度高、超薄、视角广、工作温度范围宽、生产工艺简单、功耗低以及柔性等优点，被广泛应用于平板显示、柔性显示、车载显示和固态照明等多个领域。
随着OLED技术的不断发展，人们逐渐发现，单层OLED器件要获得高亮度，就会因驱动电流过大而引起热量激增，从而降低器件的性能和工作寿命。因此，在较低的电流密度下实现高的发光亮度和效率，同时提高器件的工作寿命，是实现OLED产业化的关键因素。叠层OLED的概念最早由日本山形大学Junji Kido教授于2003年提出，通过将至少2个OLED单元通过电荷产生层进行串联，从而获得更高的发光亮度和电流效率；同时，在相同的电流密度下进行测量时，叠层OLED和OLED单元的老化性质是一样的，但由于叠层OLED的初始亮度大，当换算成同样初始亮度时，叠层OLED器件的寿命将明显高于OLED单元。因此，采用叠层结构的OLED器件来获得更好的发光性能和更长的使用寿命，是本领域已经取得的共识。
目前有很多研究工作致力于叠层OLED器件的开发。例如CN103050632A公开了一种叠层OLED器件，所述叠层OLED器件包括两个以上的发光单元，相邻的所述发光单元之间设有连接层，所述连接层由交替排列的N型层和P型层构成。所述叠层OLED器件的连接层采用多层结构，多层结构之间形成电荷复合界面和电荷分离界面，在电荷复合界面和电荷分离界面之间，由于电荷库伦力的作用，电荷的传输能力强，从而促进电荷传输。CN207425921U公开了一种叠层OLED器件，包括两个或者两个以上的发光单元，相邻发光单元之间设有连接层，所述连接层由n型层和p型层构成，至少一连接层的n型层与p型层之间的厚度差≤10nm，且n型层与p型层之间的折射率差值为0～0.3；所述叠层OLED器件通过连接层中n型层与p型层的厚度差设计，使连接层产生的电子空穴对分离后的传输更平衡；同时，通过设置n型层与p型层之间的折射率差值，使光在n型层与p型层界面的反射降低，以减少光损失。CN104966789A公开了一种电荷连接层及其制造方法和叠层OLED器件，所述电荷连接层包括第一材料层和第二材料层，在第一材料层和第二材料层中均形成有凸起部和凹陷部，其中，第一材料层的凸起部延伸至第二材料层的凹陷部，第二材料层的凸起部延伸至第一材料层的凹陷部；该电荷连接层能够产生更多的载流子，从而提高电荷连接层的效率和整个叠层OLED器件的性能。
然而，在以上述叠层OLED器件为代表的现有技术中，电荷产生层中的n型层材料通常为碱金属化合物以及金属单质，这类物质很容易扩散至p型层和发光层中，导致界面恶化，器件的寿命降低。同时，电荷产生层的结构及性能也直接影响了与之相邻的发光单元，导致发光层稳定性下降，层级之间的能级不匹配，降低了器件的发光效率和工作寿命。
因此，开发一种具有高发光效率和长工作寿命的叠层OLED器件，是本领域亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种叠层OLED器件及包含其的显示装置，通过对器件层级结构的设计和电子传输材料的选择，有效解决了叠层OLED器件中层级之间的能级不匹配问题以及连接层材料的扩散问题，使所述叠层OLED器件具有优异的稳定性和发光效率，而且工作寿命延长，能够充分满足叠层OLED器件在高性能显示装置及电子设备中的应用要求。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种叠层OLED器件，所述叠层OLED器件包括第一电极、第二电极以及设置于所述第一电极和第二电极之间的至少两个发光单元；相邻的所述发光单元之间设置有连接层。
每个所述发光单元包括依次设置的空穴传输区域、发光层和电子传输区域；所述电子传输区域包括第一电子传输层和第二电子传输层；所述第二电子传输层的材料中包括sp2杂化的氮原子基团；所述第二电子传输层的LUMO能级为2.5～2.9eV，HOMO能级为5.5～6.0eV。
本发明提供的叠层OLED器件中，每个发光单元包括依次设置的空穴传输区域、发光层和电子传输区域；所述电子传输区域包括第一电子传输层(ETL1)和第二电子传输层(ETL2)，ETL1与发光层连接；所述第二电子传输层的材料中包含sp2杂化的氮原子基团，其LUMO能级为2.5～2.9eV，HOMO能级为5.5～6.0eV。本发明通过第二电子传输层的结构设计以及材料选择，能够有效阻挡连接层中n型掺杂层材料向发光层的扩散，避免其扩散所导致的激子淬灭以及界面层的恶化；同时，由空穴传输区域、发光层、ETL1与ETL2共同构成的发光单元，层级之间具有很好的能级匹配程度，从而有效提升载流子传输性能。所述叠层OLED器件通过层级结构的设计和电子传输材料的筛选，显著提升了器件的发光效率和稳定性，并延长了器件的工作寿命。
所述第二电子传输层的LUMO能级为2.5～2.9eV，例如可以为2.52eV、2.55eV、2.58eV、2.6eV、2.62eV、2.65eV、2.68eV、2.7eV、2.72eV、2.75eV、2.78eV、2.8eV、2.82eV、2.85eV或2.88eV，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
所述第二电子传输层的HOMO能级为5.5～6.0eV，例如可以为5.52eV、5.55eV、5.58eV、5.6eV、5.62eV、5.65eV、5.68eV、5.7eV、5.72eV、5.75eV、5.78eV、5.8eV、5.82eV、5.85eV、5.88eV、5.9eV、5.92eV、5.95eV或5.98eV，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
所述sp2杂化的氮原子基团示例性地包括但不限于：
Figure BDA0002777396180000041
等。所述ETL2的材料中包含sp2杂化的氮原子基团，可以有效抓取金属掺杂物，阻挡连接层中n掺杂材料的扩散。
优选地，所述第一电子传输层的LUMO能级为2.5～3.5eV，例如2.55eV、2.6eV、2.65eV、2.7eV、2.75eV、2.8eV、2.85eV、2.9eV、2.95eV、3eV、3.05eV、3.1eV、3.15eV、3.2eV、3.25eV、3.3eV、3.35eV、3.4eV或3.45eV，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
所述第一电子传输层的HOMO能级为6.0～7.0eV，例如6.05eV、6.1eV、6.15eV、6.2eV、6.25eV、6.3eV、6.35eV、6.4eV、6.45eV、6.5eV、6.55eV、6.6eV、6.65eV、6.7eV、6.75eV、6.8eV、6.85eV、6.9eV或6.95eV，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
作为本发明的优选技术方案，所述第一电子传输层的LUMO能级为2.5～3.5eV，HOMO能级为6.0～7.0eV，其介于发光层与第二电子传输层之间，有效解决了发光单元中能级匹配度的问题，可以阻挡空穴，从而提升了器件的效率和寿命，迁移率约为10-5～10-3cm2/Vs。
优选地，所述第一电子传输层的材料包括1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBi)、1,3,5-三[(3-吡啶基)-3-苯基]苯(TmPyPb)或4,7-二苯基-1,10-邻菲罗啉(BPen)中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述第二电子传输层的材料包括吩基吡啶铍(Bepp2)和/或8-羟基喹啉铝(Alq3)。
优选地，所述第二电子传输层的厚度为2～40nm，例如3nm、5nm、8nm、10nm、12nm、15nm、18nm、20nm、22nm、25nm、28nm、30nm、32nm、35nm或38nm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述连接层包括依次设置的n型掺杂层、阻隔层和p型掺杂层。
优选地，所述阻隔层的材料中包括sp2杂化的氮原子基团；所述阻隔层的LUMO能级为2.5～2.9eV，例如2.52eV、2.55eV、2.58eV、2.6eV、2.62eV、2.65eV、2.68eV、2.7eV、2.72eV、2.75eV、2.78eV、2.8eV、2.82eV、2.85eV或2.88eV等；所述阻隔层的HOMO能级为5.5～6.0eV，例如5.52eV、5.55eV、5.58eV、5.6eV、5.62eV、5.65eV、5.68eV、5.7eV、5.72eV、5.75eV、5.78eV、5.8eV、5.82eV、5.85eV、5.88eV、5.9eV、5.92eV、5.95eV或5.98eV等。
作为本发明的优选技术方案，所述连接层的n型掺杂层和p型掺杂层之间加入了阻隔层，所述阻隔层的材料中包括sp2杂化的氮原子基团(例如
Figure BDA0002777396180000051
Figure BDA0002777396180000061
等)，可以有效抓取n型掺杂层中的金属掺杂物，将n型掺杂材料(如碱金属及金属化合物)限制于n型掺杂层(n-doped)中，避免n型掺杂材料向p型掺杂层扩散而导致的界面恶化，减少耗尽层的厚度，提高器件的稳定性；同时，所述阻挡层的LUMO能级为2.5～2.9eV，HOMO能级为5.5～6.0eV，HOMO能级尽可能与p型掺杂层(p-doped)的LUMO能级接近，从而有效降低电荷产生层之间的势垒，迁移率约在10-4～10-3cm2/Vs之间，与p型掺杂层形成的电荷产生层(即连接层)可以有效的产生电荷，进而改善叠层OLED器件的发光性能和工作寿命。
优选地，所述阻隔层的材料包括吩基吡啶铍(Bepp2)和/或8-羟基喹啉铝(Alq3)。
优选地，所述阻隔层的厚度为0.5～3nm，例如0.7nm、0.9nm、1nm、1.2nm、1.4nm、1.6nm、1.8nm、2nm、2.2nm、2.4nm、2.6nm、2.8nm或2.9nm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述n型掺杂层的材料选自碱金属、碱金属化合物、过渡金属或过渡金属化合物中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述n型掺杂层的材料包括Li、Cs、Yb或Cs2CO3中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述n型掺杂层的厚度为5～15nm，例如6nm、7nm、8nm、9nm、10nm、11nm、12nm、13nm或14nm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述空穴传输区域包括空穴传输层和任选的电子阻挡层。
作为本发明的优选技术方案，所述第一电极为阳极，所述第一电极与第一发光单元之间还设置有空穴注入层，所述空穴注入层与第一发光单元的空穴传输区域连接，其材料可以为p型掺杂材料。
作为本发明的优选技术方案，所述第二电极为阴极，所述第二电极和与之相邻的发光单元之间还设置有电子注入层，所述电子注入层与发光单元的电子传输层连接，其材料可以为n型掺杂材料。
优选地，所述第一电极和第二电极之间包括依次设置的第一发光单元、连接层和第二发光单元。
所述第一发光单元、第二发光单元各自独立地包括空穴传输区域、发光层和电子传输区域；所述电子传输区域包括第一电子传输层和第二电子传输层；所述第一电子传输层的LUMO能级为2.5～3.5eV，HOMO能级为6.0～7.0eV；所述第二电子传输层的厚度为2～40nm。
所述连接层包括依次设置的n型掺杂层、阻隔层和p型掺杂层；所述阻隔层的厚度为0.5～3nm，所述n型掺杂层与第二电子传输层相互连接。
所述第二电子传输层、阻隔层的材料中均包括sp2杂化的氮原子基团；所述第二电子传输层、阻隔层的LUMO能级各自独立地为2.5～2.9eV，HOMO能级各自独立地为5.5～6.0eV。
第二方面，本发明提供一种显示装置，所述显示装置包括如第一方面所述的叠层OLED器件。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的叠层OLED器件中，所述发光单元的电子传输区域包括第一电子传输层和第二电子传输层，通过对第二电子传输层的结构设计和材料筛选，使其能够有效阻挡n型掺杂层材料向发光层的扩散，避免其扩散所导致的激子淬灭以及界面层的恶化；同时，发光层、第一电子传输层和第二电子传输层的层级之间具有很好的能级匹配程度，从而有效提升了器件的发光性能和工作寿命。
(2)所述叠层OLED器件中的相邻发光单元之间设置有连接层，所述连接层包括n型掺杂层、阻隔层和p型掺杂层，通过阻隔层的结构设计、材料和能级的选择，避免了n型掺杂材料向p型掺杂层的扩散，减少耗尽层的厚度，提高器件的稳定性。
(3)本发明提供的叠层OLED器件通过层级结构的设计和材料的选择，使外量子效率达到36.75～38.24％，电流效率提升至96.93～99.24cd/A，功率效率为34.73～35.89lm/W，T95寿命达到65.2～81h，具有优异的稳定性、发光效率和工作寿命，充分满足了叠层OLED器件在高性能显示装置及电子设备中的应用要求。
附图说明
图1为实施例1提供的叠层OLED器件的结构示意图；
图2为实施例1提供的叠层OLED器件的结构示意图；
其中，1-第一电极，2-第二电极，3-空穴注入层，4-空穴传输层，5-电子阻挡层，6-发光层，7-第一电子传输层，8-第二电子传输层，9-n型掺杂层，10-p型掺杂层，11-阻挡层，12-电子注入层，II-第二发光单元、第二连接层和第三发光单元。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
本发明所述叠层OLED器件可以通过以下方法制备：在透明或不透明的光滑的基板上制备阳极，在阳极上逐层制备有机薄层，在有机薄层上形成阴极。其中，制备有机薄层的方法包括蒸镀、溅射、旋涂、浸渍、离子镀等已知的成膜方法。
以下实施例及对比例中，有机薄层的制备方法为真空蒸镀。
本发明以下实施例和对比例中所涉及的材料包括：
NPB：
Figure BDA0002777396180000091
HAT-CN：
Figure BDA0002777396180000092
TCTA：
Figure BDA0002777396180000093
DSA-PH：
Figure BDA0002777396180000101
TPBi：
Figure BDA0002777396180000102
Bepp2：
Figure BDA0002777396180000103
CBP：
Figure BDA0002777396180000104
Ir(piq)3：
Figure BDA0002777396180000105
Ir(ppy)3：
Figure BDA0002777396180000111
实施例1
本实施例提供一种叠层OLED器件，结构示意图如图1所示，包括第一电极1(ITO，140nm)和第二电极2(Ag，100nm)，所述第一电极1和第二电极2之间依次设置有空穴注入层3(HIL，材料为NPB:HAT-CN，HAT-CN掺杂比为10％)10nm、第一发光单元、第一连接层、第二发光单元、第二连接层、第三发光单元和电子注入层12(材料为Bepp2:Li，Li掺杂比为5％)10nm；第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元的层级结构均相同，第一连接层与第二连接层的结构相同，简明起见，图1中用II代表第二发光单元、第二连接层和第三发光单元。
第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元均包括依次设置的空穴传输层4(HTL，材料为NPB，第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元的HTL厚度分别为70nm、40nm、100nm)、电子阻挡层5(EBL，材料为TCTA，)10nm、发光层6(EML)20nm、第一电子传输层7(ETL1，材料为TPBi)10nm和第二电子传输层8(ETL2，材料为Bepp2)10nm。
第一连接层、第二连接层均包括n型掺杂层9(材料为Bepp2:Li，Li掺杂比为5％)10nm和p型掺杂层10(材料为NPB:HAT-CN，HAT-CN掺杂比为10％)10nm。
其中，第一发光单元中发光层6的材料为TCTA:DSA-PH，DSA-PH掺杂比为6％；第二发光单元中发光层6的材料为CBP:Ir(piq)3，Ir(piq)3掺杂比为2％；第三发光单元中发光层的材料为CBP:Ir(ppy)3，Ir(ppy)3掺杂比为6％。
实施例2
本实施例提供一种叠层OLED器件，结构示意图如图2所示，包括第一电极1(ITO)140nm和第二电极2(Ag)100nm，所述第一电极1和第二电极2之间依次设置有空穴注入层3(HIL，材料为NPB:HAT-CN，HAT-CN掺杂比为10％)10nm、第一发光单元、第一连接层、第二发光单元、第二连接层、第三发光单元和电子注入层12(材料为Bepp2:Li，Li掺杂比为5％)10nm；第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元的层级结构均相同，第一连接层与第二连接层的结构相同，简明起见，图2中用II代表第二发光单元、第二连接层和第三发光单元。
第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元均包括依次设置的空穴传输层4(HTL，材料为NPB，第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元的HTL厚度分别为70nm、40nm、100nm)、电子阻挡层5(EBL，材料为TCTA)10nm、发光层6(EML)20nm、第一电子传输层7(ETL1，材料为TPBi)10nm和第二电子传输层8(ETL2，材料为Bepp2)10nm。
第一连接层、第二连接层均包括n型掺杂层9(材料为Bepp2:Li，Li掺杂比为5％)10nm、阻挡层11(材料为Bepp2)1.5nm和p型掺杂层10(材料为NPB:HAT-CN，HAT-CN掺杂比为10％)10nm。
其中，第一发光单元中发光层6的材料为TCTA:DSA-PH，DSA-PH掺杂比为6％；第二发光单元中发光层6的材料为CBP:Ir(piq)3，Ir(piq)3掺杂比为2％；第三发光单元中发光层的材料为CBP:Ir(ppy)3，Ir(ppy)3掺杂比为6％。
实施例3
本实施例提供一种叠层OLED器件，结构示意图如图2所示，包括第一电极1(ITO)140nm和第二电极2(Ag)100nm，所述第一电极1和第二电极2之间依次设置有空穴注入层3(HIL，材料为NPB:HAT-CN，HAT-CN掺杂比为10％)10nm、第一发光单元、第一连接层、第二发光单元、第二连接层、第三发光单元和电子注入层12(材料为Bepp2:Li，Li掺杂比为5％)10nm；第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元的层级结构均相同，第一连接层与第二连接层的结构相同，简明起见，图2中用II代表第二发光单元、第二连接层和第三发光单元。
第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元均包括依次设置的空穴传输层4(HTL，材料为NPB，第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元的HTL厚度分别为70nm、40nm、100nm)、电子阻挡层5(EBL，材料为TCTA)10nm、发光层6(EML)20nm、第一电子传输层7(ETL1，材料为TPBi，第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元的ETL1厚度分别为10nm、10nm、40nm)和第二电子传输层8(ETL2，材料为Bepp2)10nm。
第一连接层、第二连接层均包括n型掺杂层9(材料为Bepp2:Li，Li掺杂比为5％)10nm、阻挡层11(材料为Bepp2)0.5nm和p型掺杂层10(材料为NPB:HAT-CN，HAT-CN掺杂比为10％)10nm。
其中，第一发光单元中发光层6的材料为TCTA:DSA-PH，DSA-PH掺杂比为6％；第二发光单元中发光层6的材料为CBP:Ir(piq)3，Ir(piq)3掺杂比为2％；第三发光单元中发光层的材料为CBP:Ir(ppy)3，Ir(ppy)3掺杂比为6％。
实施例4
本实施例提供一种叠层OLED器件，结构示意图如图2所示，包括第一电极1(ITO)140nm和第二电极2(Ag)100nm，所述第一电极1和第二电极2之间依次设置有空穴注入层3(HIL，材料为NPB:HAT-CN，HAT-CN掺杂比为10％)10nm、第一发光单元、第一连接层、第二发光单元、第二连接层、第三发光单元和电子注入层12(材料为Bepp2:Li，Li掺杂比为5％)10nm；第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元的层级结构均相同，第一连接层与第二连接层的结构相同，简明起见，图2中用II代表第二发光单元、第二连接层和第三发光单元。
第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元均包括依次设置的空穴传输层4(HTL，材料为NPB，第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元的HTL厚度分别为70nm、40nm、100nm)、电子阻挡层5(EBL，材料为TCTA)10nm、发光层6(EML)20nm、第一电子传输层7(ETL1，材料为TPBi，第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元的ETL1厚度分别为10nm、10nm、40nm)和第二电子传输层8(ETL2，材料为Bepp2)10nm。
第一连接层、第二连接层均包括n型掺杂层9(材料为Bepp2:Li，Li掺杂比为5％)10nm、阻挡层11(材料为Bepp2)3nm和p型掺杂层10(材料为NPB:HAT-CN，HAT-CN掺杂比为10％)10nm。
其中，第一发光单元中发光层6的材料为TCTA:DSA-PH，DSA-PH掺杂比为6％；第二发光单元中发光层6的材料为CBP:Ir(piq)3，Ir(piq)3掺杂比为2％；第三发光单元中发光层的材料为CBP:Ir(ppy)3，Ir(ppy)3掺杂比为6％。
实施例5
本实施例提供一种叠层OLED器件，结构示意图如图2所示，包括第一电极1(ITO)140nm和第二电极2(Ag)100nm，所述第一电极1和第二电极2之间依次设置有空穴注入层3(HIL，材料为NPB:HAT-CN，HAT-CN掺杂比为10％)10nm、第一发光单元、第一连接层、第二发光单元、第二连接层、第三发光单元和电子注入层12(材料为Bepp2:Li，Li掺杂比为5％)10nm；第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元的层级结构均相同，第一连接层与第二连接层的结构相同，简明起见，图2中用II代表第二发光单元、第二连接层和第三发光单元。
第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元均包括依次设置的空穴传输层4(HTL，材料为NPB，第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元的HTL厚度分别为70nm、40nm、100nm)、电子阻挡层5(EBL，材料为TCTA)10nm、发光层6(EML)20nm、第一电子传输层7(ETL1，材料为TPBi，第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元的ETL1厚度分别为18nm、18nm、48nm)和第二电子传输层8(ETL2，材料为Bepp2)2nm。
第一连接层、第二连接层均包括n型掺杂层9(材料为Bepp2:Li，Li掺杂比为5％)10nm、阻挡层11(材料为Bepp2)1.5nm和p型掺杂层10(材料为NPB:HAT-CN，HAT-CN掺杂比为10％)10nm。
其中，第一发光单元中发光层6的材料为TCTA:DSA-PH，DSA-PH掺杂比为6％；第二发光单元中发光层6的材料为CBP:Ir(piq)3，Ir(piq)3掺杂比为2％；第三发光单元中发光层的材料为CBP:Ir(ppy)3，Ir(ppy)3掺杂比为6％。
实施例6
本实施例提供一种叠层OLED器件，结构示意图如图2所示，包括第一电极1(ITO)140nm和第二电极2(Ag)100nm，所述第一电极1和第二电极2之间依次设置有空穴注入层3(HIL，材料为NPB:HAT-CN，HAT-CN掺杂比为10％)10nm、第一发光单元、第一连接层、第二发光单元、第二连接层、第三发光单元和电子注入层12(材料为Bepp2:Li，Li掺杂比为5％)10nm；第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元的层级结构均相同，第一连接层与第二连接层的结构相同，简明起见，图2中用II代表第二发光单元、第二连接层和第三发光单元。
第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元均包括依次设置的空穴传输层4(HTL，材料为NPB，第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元的HTL厚度分别为70nm、40nm、100nm)、电子阻挡层5(EBL，材料为TCTA)10nm、发光层6(EML)20nm、第一电子传输层7(ETL1，材料为TPBi)10nm和第二电子传输层8(ETL2，材料为Bepp2，第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元的ETL2厚度分别为10nm、10nm、40nm)。
第一连接层、第二连接层均包括n型掺杂层9(材料为Bepp2:Li，Li掺杂比为5％)10nm、阻挡层11(材料为Bepp2)1.5nm和p型掺杂层10(材料为NPB:HAT-CN，HAT-CN掺杂比为10％)10nm。
其中，第一发光单元中发光层6的材料为TCTA:DSA-PH，DSA-PH掺杂比为6％；第二发光单元中发光层6的材料为CBP:Ir(piq)3，Ir(piq)3掺杂比为2％；第三发光单元中发光层的材料为CBP:Ir(ppy)3，Ir(ppy)3掺杂比为6％。
对比例1
本对比例提供一种叠层OLED器件，其与实施例1的区别仅在于，发光单元中均不含有第二电子传输层，第一电子传输层厚度为20nm。
对比例2
本对比例提供一种叠层OLED器件，其与实施例1的区别仅在于，发光单元中均不含有第一电子传输层，第二电子传输层厚度为20nm。
性能测试：
在相同电流密度下(1mA/cm2)，通过弗士达光学测量仪器测试实施例1～6、对比例1～2提供的叠层OLED器件的工作电压V、电流效率CE(cd/A)，功率效率(lm/W)和外量子效率EQE(％)；通过测量叠层OLED器件的亮度达到初始亮度的95％时的时间而获得寿命T95(测试条件为50mA/cm2)；测试数据如表1所示。
表1
Figure BDA0002777396180000171
根据表1的测试数据可知，相比于对比例1和对比例2，本发明实施例1～6提供的叠层OLED器件中，通过在电子传输区域设置第一电子传输层和第二电子传输层，能够有效阻挡n型掺杂层材料向发光层的扩散，提高能级匹配度，从而使器件的外量子效率达到36.75～38.24％，电流效率为96.93～99.24cd/A，功率效率为34.73～35.89lm/W，T95寿命提高至65.2～81h，具有优异的稳定性、发光效率和工作寿命。
进一步地，比较实施例1和实施例2可知，在连接层的n型掺杂层和p型掺杂层设计特定厚度和材料组成的阻隔层，能够起到阻挡n型掺杂材料扩散的作用，从而进一步改善器件的发光性能和工作寿命。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的一种叠层OLED器件及包含其的显示装置，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种叠层OLED器件，其特征在于，所述叠层OLED器件包括第一电极、第二电极以及设置于所述第一电极和第二电极之间的至少两个发光单元；相邻的所述发光单元之间设置有连接层；
每个所述发光单元包括依次设置的空穴传输区域、发光层和电子传输区域；所述电子传输区域包括第一电子传输层和第二电子传输层；所述第二电子传输层的材料中包括sp2杂化的氮原子基团；所述第二电子传输层的LUMO能级为2.5～2.9eV，HOMO能级为5.5～6.0eV。
2.根据权利要求1所述的叠层OLED器件，其特征在于，所述第一电子传输层的LUMO能级为2.5～3.5eV，HOMO能级为6.0～7.0eV。
3.根据权利要求1或2所述的叠层OLED器件，其特征在于，所述第一电子传输层的材料包括1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯、1,3,5-三[(3-吡啶基)-3-苯基]苯或4,7-二苯基-1,10-邻菲罗啉中的任意一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求1所述的叠层OLED器件，其特征在于，所述第二电子传输层的材料包括吩基吡啶铍和/或8-羟基喹啉铝；
优选地，所述第二电子传输层的厚度为2～40nm。
5.根据权利要求1～4任一项所述的叠层OLED器件，其特征在于，所述连接层包括依次设置的n型掺杂层、阻隔层和p型掺杂层。
6.根据权利要求5所述的叠层OLED器件，其特征在于，所述阻隔层的材料中包括sp2杂化的氮原子基团，所述阻隔层的LUMO能级为2.5～2.9eV，HOMO能级为5.5～6.0eV；
优选地，所述阻隔层的材料包括吩基吡啶铍和/或8-羟基喹啉铝；
优选地，所述阻隔层的厚度为0.5～3nm。
7.根据权利要求5或6所述的叠层OLED器件，其特征在于，所述n型掺杂层的材料选自碱金属、碱金属化合物、过渡金属或过渡金属化合物中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述n型掺杂层的材料包括Li、Cs、Yb或Cs2CO3中的任意一种或至少两种的组合。
8.根据权利要求1所述的叠层OLED器件，其特征在于，所述空穴传输区域包括空穴传输层和任选的电子阻挡层。
9.根据权利要求1～8任一项所述的叠层OLED器件，其特征在于，所述第一电极和第二电极之间包括依次设置的第一发光单元、连接层和第二发光单元；
所述第一发光单元、第二发光单元各自独立地包括空穴传输区域、发光层和电子传输区域；所述电子传输区域包括第一电子传输层和第二电子传输层；所述第一电子传输层的LUMO能级为2.5～3.5eV，HOMO能级为6.0～7.0eV；所述第二电子传输层的厚度为2～40nm；
所述连接层包括依次设置的n型掺杂层、阻隔层和p型掺杂层；所述阻隔层的厚度为0.5～3nm，所述n型掺杂层与第二电子传输层相互连接；
所述第二电子传输层、阻隔层的材料中均包括sp2杂化的氮原子基团；所述第二电子传输层、阻隔层的LUMO能级各自独立地为2.5～2.9eV，HOMO能级各自独立地为5.5～6.0eV。
10.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括如权利要求1～9任一项所述的叠层OLED器件。
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