CN116249366A - 一种有机电致发光器件 - Google Patents

Abstract

公开了一种新型有机电致发光器件。这种新型有机电致发光器件包含多个发光单元、第二有机层和特定的连接层，且控制LUMO_{第一有机材料}‑功函数_金属≤2.1eV，能够促进电子在金属和有机界面的分离，从而抑制了载流子在界面处复合；控制HOMO_{第二有机材料}‑LUMO_{第一有机材料}≥0.3V，通过调控第一有机材料的掺杂浓度，控制空穴的注入，平衡载流子在发光层复合，从而显著的改善了器件的效率和寿命，降低了器件的功耗。这种新型的串联有机电致发光器件具有更优秀的器件性能和更广阔的应用前景。

Description

一种有机电致发光器件

技术领域

本发明涉及一种有机电致发光器件。更特别地，涉及一种包含多个发光单元和特定连接层的有机电致发光器件。

背景技术

有机电子器件包括但是不限于下列种类：有机发光二极管(OLEDs)，有机场效应晶体管(O-FETs)，有机发光晶体管(OLETs)，有机光伏器件(OPVs)，染料-敏化太阳能电池(DSSCs)，有机光学检测器，有机光感受器，有机场效应器件(OFETs)，发光电化学电池(LECs)，有机激光二极管和有机电浆发光器件。

有机电致发光器件(OLED)由阴极、阳极和在阴极与阳极之间的有机发光材料堆叠而成，通过在器件阴极、阳极两端施加电压，将电能转换成光，具有宽广角、高对比度和更快的响应时间等优点。伊斯曼柯达公司的Tang和Van Slyke于1987年报道了一种有机发光器件，其包括芳基胺空穴传输层和三-8-羟基喹啉-铝层作为电子传输层和发光层(AppliedPhysics Letters，1987,51(12):913-915)。在器件两端施加电压后，绿光从器件中发射出来。这个发明为现代有机发光二极管(OLEDs)的发展奠定了基础。由于OLED是一种自发光固态薄膜器件，它为显示和照明应用提供了巨大的潜力。

从器件结构上，OLED可以分为常规单层结构和串联结构(亦称叠层结构)，常规单层结构OLED即在阴极、阳极之间仅包含一个发光单元，串联结构OLED则由多个发光单元堆叠而成。串联OLED中相邻的发光单元之间由电荷产生层连接，其性能直接影响串联OLED的电压、寿命和效率等参数。通常，电荷产生层包含n型材料和p型材料，以产生电子和空穴。专利申请US 2010/0288362 A1公开了一种叠层OLED器件的内部连接结构，该内部连接结构包含一个p型层，一个中间层(IL)，优选的如CuPc，和一个n型层。IL、p型层以及n型层之间紧密接触。其中，IL中包含有一个LUMO能级大于3.0eV的p型化合物，p型层中包含有芳香胺结构的空穴传输材料和p型掺杂材料(PD)，其中PD的LUMO能级大于4.5eV，该申请特别指出IL中的p型化合物和p型层中的p型掺杂材料不同。虽然该专利申请中指出加入IL可以提升器件的稳定性，但是其公开的内部连接结构不包含金属层，且其公开的技术方案中IL和p型层中的材料不同，而且该专利申请也没有关注平衡IL与p型层的能级关系；而二者的能级关系对器件性能有重要影响，能级差大易造成界面问题，影响载流子输运，而且，材料种类过多也会增加器件制备成本。

在专利申请CN112687811A中公开了一种有机电致发光器件，其使用特定的连接层连接两个发光单元，连接层包含一个特定的有机缓冲层和一个金属层，但其认为缓冲层的LUMO能级浅，空穴注入能力弱，易导致器件电压和寿命不能满足需要，因此其要求使用能级更深的有机材料作为缓冲层，并限定所述有机材料的LUMO能级要大于4.9eV。此外，该专利申请也没有关注缓冲层和金属层能级关系对器件性能的影响，因此，虽然其公开的含有特定连接层的包含两个发光单元的串联有机电致发光器件与不含有机缓冲层的器件相比，在器件的寿命和电压方面有明显改善，但外量子效率提升不明显，所以器件的综合性能还有待于进一步改善。

串联有机电致发光器件，因其器件结构较厚，可以提高产线良率，且其需要的电流密度比常规单层OLED要小，因而达到延长寿命的效果，另外可以成倍地提高器件的效率，因此串联OLED器件领域也受到越来越多相关从业人员的重视。而连接层(即电荷产生层)的性能对整个串联OLED器件性能有着至关重要的影响。因此开发更多新型连接层结构，进一步提高叠层OLED器件的性能，以获得更低的电压，更长寿命，以及更简化的生产工艺，是人们亟待解决的重要问题。

发明内容

本发明旨在提供一种新型串联有机电致发光器件来解决至少部分上述问题。所述串联有机电致发光器件包含多个发光单元、第二有机层和特定的连接层，所述连接层包含金属层和第一有机层。其中，所述电致发光器件通过调控第一有机层中第一有机材料的LUMO能级与金属层中金属材料的功函数差值，提高电子注入能力；通过调控第一有机层连接的第二有机层中第二有机材料HOMO能级和第一有机材料的LUMO能级差控制空穴的注入。使用该连接层和第二有机层的串联电致发光器件能够有效地分离并注入电子和空穴，从而显著提高器件的效率，并实现了器件的低电压和长寿命。

根据本发明的一个实施例，公开一种有机电致发光器件，其包括：

第一电极，

第二电极，

以及设置在第一电极和第二电极之间的至少两个发光单元，

其中所述每个发光单元包含至少一个发光层，

其中所述至少两个发光单元之间还设置有连接层，所述连接层包含金属层和第一有机层，所述第一有机层包含第一有机材料，所述第一有机材料的LUMO能级为LUMO_{第一有机材料}，所述金属层包含至少一种金属材料，所述金属材料的功函数为功函数_金属，所述LUMO_{第一有机材料}-功函数_金属≤2.1eV；

其中与第一有机层接触的所述发光单元进一步包含第二有机层，且第二有机层包含第二有机材料和所述第一有机材料；所述第二有机材料的HOMO能级为HOMO_{第二有机材料}，并且HOMO_{第二有机材料}-LUMO_{第一有机材料}≥0.3eV。

根据本发明的另一实施例，还公开了一种电子组件，其包含上述实施例所述的有机电致发光器件。

本发明公开的串联有机电致发光器件包含多个发光单元、第二有机层和特定的连接层，所述连接层包含金属层和第一有机层。所述电致发光器件通过调控第一有机层中第一有机材料的LUMO与金属层中金属的功函数差值，提高电子注入能力；通过调控与第一有机层接触的发光单元中的第二有机层中第二有机材料HOMO能级和第一有机材料的LUMO能级差控制空穴的注入。使用该连接层和第二有机层的串联电致发光器件能够有效地分离并注入电子和空穴，从而显著提高器件的效率，并实现了器件的低电压和长寿命。

附图说明

图1是本发明的串联有机电致发光器件100的剖面示意图。

图2是单层有机电致发光器件200的剖面示意图。

具体实施方式

从器件结构上，OLED可以分为常规单层结构和串联结构(亦称叠层结构)，常规OLED即在阴阳极之间仅包含一个发光单元，串联OLED则由多个发光单元堆叠而成。一个发光单元通常包含至少一个发光层，一个空穴传输层和一个电子传输层。发光单元还可以在此基础上进一步包含空穴注入层，电子注入层，空穴阻挡层和电子阻挡层。注意，尽管常规单层OLED只有一个发光单元，但是该发光单元可以包含多个发光层，例如，发光单元可以包含一层黄光发光层和一层蓝光发光层。但是每个发光单元一般包含一个空穴传输层和一个电子传输层。串联OLED包含至少2个以上的发光单元，即一般包含至少两对及以上的空穴传输层和电子传输层。这里，多个发光单元以垂直叠加的物理形式排列，从而实现电路上的串联特点，因而被称为串联OLED(从电路连接上)或叠层OLED(从物理形式上)。即，在同样的亮度下，串联OLED需要的电流密度比常规单层OLED要小，因而达到延长寿命的效果；反之，在相同电流密度下串联OLED的亮度比常规单层OLED更高，但电压往往也随之升高。串联OLED相邻发光单元之间由连接层(也称电荷产生层)连接，其性能直接影响串联OLED的电压、寿命和效率等参数。所以要求连接层区域能够有效产生空穴和电子，并能够顺利地注入到相应的发光单元，在可见光范围内光透过率要越大越好，同时性能稳定，易于制备。

OLED可以在各种基板上制造，例如玻璃，塑料和金属。图1示意性、非限制性的展示了串联有机电致发光器件100的剖面示意图。图不一定按比例绘制，图中一些层结构也是可以根据需要省略的。串联有机电致发光器件100包括基底110，第一电极120，第一发光单元110a，第二发光单元110b，第二电极140，连接层130，其中，连接层包括金属层130a和第一有机层130b。基底110可以是具有高光透过率或可弯折的基底，例如玻璃、塑料或金属等。OLED器件从结构上还可分为底发射OLED器件和顶发射OLED器件，底发射OLED器件是指光从基板射出的OLED器件，顶发射OLED器件是指光从器件第二电极发射的OLED器件。

第一电极120形成在基底110上。第一电极可以是有机电致发光器件100的透明阳极，例如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟镓锌(IGZO)等，这类电极通常用于制备底发射或者透明器件。第一电极也可以是实现镜面反射的组合层，例如ITO/银(Ag)/ITO的叠层，这样的电极通常用于制备顶发射器件。第二电极140设置为面对第一电极120，通常为有机电致发光器件100的阴极。第二电极140可以是铝、镁、银、金、钙或镱中一种元素或两种以上元素的组合。其中，铝常用作于底发射器件的第二电极，而镁、银或镁银合金通常用于顶发射的第二电极。

在第一电极120和第二电极140之间形成两个发光单元110a、110b，第一发光单元110a与第二发光单元110b可以发射同一颜色的光，也可以发射不同颜色的光，例如橙色光和蓝色光颜色混合，使器件发射白光。每个发光单元至少还包括空穴注入层111a或111b，空穴传输层112a或112b，电子传输层116a或116b，第二发光单元还包括电子注入层117b，更进一步的，发光单元可以进一步包括电子阻挡层113a、113b和空穴阻挡层115a、115b中的一层或多层。第二发光单元的空穴注入层可以由单一的空穴注入材料或空穴传输材料组成，也可以由掺杂剂掺杂的有机空穴传输材料组成，该掺杂剂可以是第一有机层的第一有机材料。其中各层厚度可根据优化结果调整。每个发光单元还可以包括一个或两个发射不同颜色的发光层。

连接层130形成在发光单元110a和110b之间，当串联有机电致发光器件100工作时，金属层130a能够向靠近阳极120方向的第一发光单元110a提供电子，与阳极120注入的空穴形成激子，同时，第一有机层130b向靠近阴极140方向的第二发光单元110b提供或传输空穴，与阴极140注入的电子形成激子，所以在阴极140、阳极120只注入一个电子和空穴的情况下，器件本身能够产生两个激子，使得该器件的效率在理论上最高能达到常规单层OLED的两倍。

连接层130可以使用任何合适的方式制备，如真空气相沉积、真空热蒸发、溅射、溶液旋涂、喷墨打印、有机气化打印等。其中，金属130a可以在专门制备金属的真空腔内制备，第一有机层130b则可以在专门制备有机材料的真空腔内制备。这样的好处是避免了金属和有机材料在制备时互相污染，进一步提升了器件性能。同时，利用空穴注入层(即第二有机层)中的掺杂剂作为第一有机层中的第一有机材料，可以进一步节省蒸发源的数量。另外，通常接触第一有机层的为第二发光单元的空穴注入层(即第二有机层)，由于使用到同样的材料(第一有机层材料作为该层的掺杂剂)，使得制备(通常为蒸镀工艺)过程更加连续，膜层之间的界面也能更平缓地过渡。

连接层130中的金属层130a用于产生及传输电子，因此金属材料具有独特的优势，可以选自Yb、Li、Rb、Cs、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Y、Mn、Ag金属或者以上多种金属的组合，优选地，金属层130a的功函数小于4.0eV，例如Yb、Mg、Ca等。金属层130a的厚度范围在0.1nm至20nm之间，优选地在0.1nm至5nm之间。金属层越薄透过率越高，有利于提高发光效率。本发明中，连接层在可见光范围内的透过率大于70％；优选地，大于80％。由于金属层130a的厚度很薄，形成非连续的薄膜，在保持优异的电子传输性能的同时，使得表面具有一定的粗糙度，以便第一有机层130b中的第一有机材料能够更好的附着在金属层130a上。第一有机材料是具有空穴产生或传输能力的有机材料。第一有机材料可以是用于空穴注入层中的掺杂剂材料，也可以是其他空穴注入或者传输层材料。第一有机材料的LUMO能级≤4.9eV，更优选的≤4.7eV。第一有机层130b的厚度范围在0.1nm至30nm之间，优选地在0.1nm至15nm之间。由于第一有机层130b的厚度可以很薄，同样形成非连续的薄膜，表面也具有一定的粗糙度，与金属层130a形成互补。

金属薄膜形成的过程如下：原子在衬底表面形成一些均匀细小而且可以运动的原子团，这些原子团也称为“岛”；然后这些小岛不断接受沉积的新原子，并与其他的小岛合并而逐渐长大；在合并的过程中，空出的衬底表面又逐渐形成新的小岛，然后再合并，这一过程不断进行，直到所有孤立小岛连成一片，形成结构上连续的薄膜，当孤立的小岛没有连成一片时，形成的膜即是非连续膜。在本文的一个示例性实施方案中，连接层的金属层为镱，镱金属原子半径为2.4埃(https://www.lookchem.cn/yuansu/101/)当蒸镀薄膜厚度为10埃时，相当于只有两个原子的厚度，两个原子只能形成孤立的小岛，此时形成的膜是非连续膜。

如本文所用，“顶部”意指离衬底最远，而“底部”意指离衬底最近。在将第一层描述为“设置”在第二层“上”的情况下，第一层被设置为距衬底较远。除非规定第一层“与”第二层“接触”，否则第一与第二层之间可以存在其它层。举例来说，即使阴极和阳极之间存在各种有机层，仍可以将阴极描述为“设置在”阳极“上”。同理，第一层“与”第二层“接触”，表示第一与第二层之间没有其它层。

本文中，透过率是指在可见光范围内(380-780nm)测量得到的透过所测薄膜的透射光通量与其入射光通量的百分比。不同薄膜的透过率通常随着入射光的波长变化而变化，本文中描述透过率指的是在可见光范围内透过率的最大值。

本文中，所述发光单元指的是通过施加电压或电流而发光的有机材料层的单元，所述发光单元可包括一个发光层或多个发光层。发光单元通常还包括一层或以上的有机材料层以注入或传输电荷。例如，所述发光单元除了发光层外，还可以进一步包括至少空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子传输层和电子注入层。例如本发明中的一个示例性实施方案，在靠近阳极的发光单元依次由空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层和电子传输层组成，靠近阴极的发光单元由空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层组和电子注入层组成。在一个实施例中，一个OLED器件可以描述为具有设在阴极和阳极之间的“有机层”。该有机层可以包括一层或多层。

本文中，金属材料的功函数指的是把一个电子从物体内部刚刚移到此物体表面所需的最少的能量。本文中所有“金属功函数”都以绝对值(正值)表示，即数值越高，把电子拉到真空能级所需能量越大，而如本文所述，针对“金属功函数”的大、小，即指绝对数值大小。例如，“金属功函数大于5.0eV”即指把电子拉到真空能级需要大于5.0eV的能量。

本文中，有机材料的HOMO能级(最高已占轨道)和LUMO能级(最低未占轨道)是使用电化循环伏安方法测得。本文中，所有的“HOMO能级”、“LUMO能级”都取其绝对值(正值)表示，数值越大，表示能级越深。本文中能级大于某个数的表述即指能级在数值上比这个数大，即具有更深的能级。例如本文中“第二有机材料的HOMO能级≥5.1eV”，即表示第二有机材料的HOMO能级的绝对值大于或等于5.1eV。本文中，第一有机材料的LUMO与第二有机材料的HOMO能级差定义为“HOMO_{第二有机材料}-LUMO_{第一有机材料}”，由于通常传输材料的HOMO能级更深，这个差值一般为正值。第一有机材料的LUMO与金属功函数的能级差定义为“LUMO_{第一有机材料属-}功函数_金属”。

如本文所用，“连接层”是设置在两个发光单元之间提供电子和空穴作用的层，也称电荷产生层。它由金属层和第一有机层组成，其中金属层与一个发光单元的电子传输层或电子注入层接触，第一有机层则与相邻发光单元的空穴注入层或空穴传输层接触。

根据本发明的实施例制备的器件可以并入具有该器件的一个或多个电子部件模块(或单元)的各种消费产品中。这些消费产品的一些例子包括平板显示器，监视器，医疗监视器，电视机，广告牌，用于室内或室外照明和/或发信号的灯，平视显示器，完全或部分透明的显示器，柔性显示器，智能电话，平板计算机，平板手机，可穿戴设备，智能手表，膝上型计算机，数码相机，便携式摄像机，取景器，微型显示器，3-D显示器，车辆显示器和车尾灯。

关于取代基术语的定义

卤素或卤化物-如本文所用，包括氟，氯，溴和碘。

烷基–如本文所用，包含直链和支链烷基。烷基可以是具有1至20个碳原子的烷基，优选具有1至12个碳原子的烷基，更优选具有1至6个碳原子的烷基。烷基的实例包括甲基，乙基，丙基，异丙基，正丁基，仲丁基，异丁基，叔丁基，正戊基，正己基，正庚基，正辛基，正壬基，正癸基，正十一烷基，正十二烷基，正十三烷基，正十四烷基，正十五烷基，正十六烷基，正十七烷基，正十八烷基，新戊基，1-甲基戊基，2-甲基戊基，1-戊基己基，1-丁基戊基，1-庚基辛基，3-甲基戊基。在上述中，优选甲基，乙基，丙基，异丙基，正丁基，仲丁基，异丁基，叔丁基，正戊基，新戊基和正己基。另外，烷基可以任选被取代。

环烷基-如本文所用包含环状烷基。环烷基可以是具有3至20个环碳原子的环烷基，优选具有4至10个碳原子的环烷基。环烷基的实例包括环丁基，环戊基，环己基，4-甲基环己基，4,4-二甲基环己基，1-金刚烷基，2-金刚烷基，1-降冰片基，2-降冰片基等。在上述中，优选环戊基，环己基，4-甲基环己基，4,4-二甲基环己基。另外，环烷基可以任选被取代。

杂烷基-如本文所用，杂烷基包含烷基链中的一个或多个碳被选自由氮原子，氧原子，硫原子，硒原子，磷原子，硅原子，锗原子和硼原子组成的组的杂原子取代而形成。杂烷基可以是具有1至20个碳原子的杂烷基，优选具有1至10个碳原子的杂烷基，更优选具有1至6个碳原子的杂烷基。杂烷基的实例包括甲氧基甲基，乙氧基甲基，乙氧基乙基，甲基硫基甲基，乙基硫基甲基，乙基硫基乙基，甲氧甲氧甲基，乙氧甲氧甲基，乙氧乙氧乙基，羟基甲基，羟基乙基，羟基丙基，巯基甲基，巯基乙基，巯基丙基，氨基甲基，氨基乙基，氨基丙基，二甲基氨基甲基，三甲基锗基甲基，三甲基锗基乙基，三甲基锗基异丙基，二甲基乙基锗基甲基，二甲基异丙基锗基甲基，叔丁基二甲基锗基甲基，三乙基锗基甲基，三乙基锗基乙基，三异丙基锗基甲基，三异丙基锗基乙基，三甲基硅基甲基，三甲基硅基乙基，三甲基硅基异丙基，三异丙基硅基甲基，三异丙基硅基乙基。另外，杂烷基可以任选被取代。

烯基-如本文所用，涵盖直链、支链以及环状烯烃基团。链烯基可以是包含2至20个碳原子的烯基，优选具有2至10个碳原子的烯基。烯基的例子包括乙烯基，丙烯基，1-丁烯基，2-丁烯基，3-丁烯基，1,3-丁二烯基，1-甲基乙烯基，苯乙烯基，2,2-二苯基乙烯基，1,2-二苯基乙烯基，1-甲基烯丙基，1,1-二甲基烯丙基，2-甲基烯丙基，1-苯基烯丙基，2-苯基烯丙基，3-苯基烯丙基，3,3-二苯基烯丙基，1,2-二甲基烯丙基，1-苯基-1-丁烯基，3-苯基-1-丁烯基，环戊烯基，环戊二烯基，环己烯基，环庚烯基，环庚三烯基，环辛烯基，环辛四烯基和降冰片烯基。另外，烯基可以是任选取代的。

炔基-如本文所用，涵盖直链炔基。炔基可以是包含2至20个碳原子的炔基，优选具有2至10个碳原子的炔基。炔基的实例包括乙炔基，丙炔基，炔丙基，1-丁炔基，2-丁炔基，3-丁炔基，1-戊炔基，2-戊炔基，3,3-二甲基-1-丁炔基，3-乙基-3-甲基-1-戊炔基，3,3-二异丙基1-戊炔基，苯乙炔基，苯丙炔基等。在上述中，优选乙炔基，丙炔基，炔丙基，1-丁炔基，2-丁炔基，3-丁炔基，1-戊炔基，苯乙炔基。另外，炔基可以是任选取代的。

芳基或芳族基-如本文所用，考虑非稠合和稠合体系。芳基可以是具有6至30个碳原子的芳基，优选6至20个碳原子的芳基，更优选具有6至12个碳原子的芳基。芳基的例子包括苯基，联苯，三联苯，三亚苯，四亚苯，萘，蒽，萉，菲，芴，芘，

苝和薁，优选苯基，联苯，三联苯，三亚苯，芴和萘。非稠合芳基的例子包括苯基，联苯-2-基，联苯-3-基，联苯-4-基，对三联苯-4-基，对三联苯-3-基，对三联苯-2-基，间三联苯-4-基，间三联苯-3-基，间三联苯-2-基，邻甲苯基，间甲苯基，对甲苯基，对-(2-苯基丙基)苯基，4'-甲基联二苯基，4”-叔丁基-对三联苯-4-基，邻-枯基，间-枯基，对-枯基，2,3-二甲苯基，3,4-二甲苯基，2,5-二甲苯基，均三甲苯基和间四联苯基。另外，芳基可以任选被取代。

杂环基或杂环-如本文所用，考虑非芳族环状基团。非芳族杂环基包含具有3-20个环原子的饱和杂环基团以及具有3-20个环原子的不饱和非芳族杂环基团，其中至少有一个环原子选自由氮原子，氧原子，硫原子，硒原子，硅原子，磷原子，锗原子和硼原子组成的组，优选的非芳族杂环基是具有3至7个环原子的那些，其包括至少一个杂原子如氮，氧，硅或硫。非芳族杂环基的实例包括环氧乙烷基，氧杂环丁烷基，四氢呋喃基，四氢吡喃基，二氧五环基，二氧六环基，吖丙啶基，二氢吡咯基，四氢吡咯基，哌啶基，恶唑烷基，吗啉基，哌嗪基，氧杂环庚三烯基，硫杂环庚三烯基，氮杂环庚三烯基和四氢噻咯基。另外，杂环基可以任选被取代。

杂芳基-如本文所用，可以包含1至5个杂原子的非稠合和稠合杂芳族基团，其中至少有一个杂原子选自由氮原子，氧原子，硫原子，硒原子，硅原子，磷原子，锗原子和硼原子组成的组。异芳基也指杂芳基。杂芳基可以是具有3至30个碳原子的杂芳基，优选具有3至20个碳原子的杂芳基，更优选具有3至12个碳原子的杂芳基。合适的杂芳基包括二苯并噻吩，二苯并呋喃，二苯并硒吩，呋喃，噻吩，苯并呋喃，苯并噻吩，苯并硒吩，咔唑，吲哚咔唑，吡啶吲哚，吡咯并吡啶，吡唑，咪唑，三唑，恶唑，噻唑，恶二唑，恶三唑，二恶唑，噻二唑，吡啶，哒嗪，嘧啶，吡嗪，三嗪，恶嗪，恶噻嗪，恶二嗪，吲哚，苯并咪唑，吲唑，茚并嗪，苯并恶唑，苯并异恶唑，苯并噻唑，喹啉，异喹啉，噌啉，喹唑啉，喹喔啉，萘啶，酞嗪，蝶啶，呫吨，吖啶，吩嗪，吩噻嗪，苯并呋喃并吡啶，呋喃并二吡啶，苯并噻吩并吡啶，噻吩并二吡啶，苯并硒吩并吡啶，硒苯并二吡啶，优选二苯并噻吩，二苯并呋喃，二苯并硒吩，咔唑，吲哚并咔唑，咪唑，吡啶，三嗪，苯并咪唑，1,2-氮杂硼烷，1,3-氮杂硼烷，1,4-氮杂硼烷，硼唑和其氮杂类似物。另外，杂芳基可以任选被取代。

烷氧基-如本文所用，由-O-烷基、-O-环烷基、-O-杂烷基或-O-杂环基表示。烷基、环烷基、杂烷基和杂环基的例子和优选例子与上述相同。烷氧基可以是具有1至20个碳原子的烷氧基，优选具有1至6个碳原子的烷氧基。烷氧基的例子包括甲氧基，乙氧基，丙氧基，丁氧基，戊氧基，己氧基，环丙基氧基，环丁基氧基，环戊基氧基、环己基氧基、四氢呋喃基氧基、四氢吡喃基氧基、甲氧丙基氧基、乙氧乙基氧基、甲氧甲基氧基和乙氧甲基氧基。另外，烷氧基可以任选被取代。

芳氧基-如本文所用，由-O-芳基或-O-杂芳基表示。芳基和杂芳基例子和优选例子与上述相同。芳氧基可以是具有6至30个碳原子的芳氧基，优选具有6-20个碳原子的芳氧基。芳氧基的例子包括苯氧基和联苯氧基。另外，芳氧基可以任选被取代。

芳烷基-如本文所用，涵盖芳基取代的烷基。芳烷基可以是具有7至30个碳原子的芳烷基，优选具有7至20个碳原子的芳烷基，更优选具有7至13个碳原子的芳烷基。芳烷基的例子包括苄基，1-苯基乙基，2-苯基乙基，1-苯基异丙基，2-苯基异丙基，苯基叔丁基，α-萘基甲基，1-α-萘基-乙基，2-α-萘基乙基，1-α-萘基异丙基，2-α-萘基异丙基，β-萘基甲基，1-β-萘基-乙基，2-β-萘基-乙基，1-β-萘基异丙基，2-β-萘基异丙基，对甲基苄基，间甲基苄基，邻甲基苄基，对氯苄基，间氯苄基，邻氯苄基，对溴苄基，间溴苄基，邻溴苄基，对碘苄基，间碘苄基，邻碘苄基，对羟基苄基，间羟基苄基，邻羟基苄基，对氨基苄基，间氨基苄基，邻氨基苄基，对硝基苄基，间硝基苄基，邻硝基苄基，对氰基苄基，间氰基苄基，邻氰基苄基，1-羟基-2-苯基异丙基和1-氯-2-苯基异丙基。在上述中，优选苄基，对氰基苄基，间氰基苄基，邻氰基苄基，1-苯基乙基，2-苯基乙基，1-苯基异丙基和2-苯基异丙基。另外，芳烷基可以任选被取代。

烷硅基–如本文所用，涵盖烷基取代的硅基。烷硅基可以是具有3-20个碳原子的烷硅基，优选具有3至10个碳原子的烷硅基。烷硅基的例子包括三甲基硅基，三乙基硅基，甲基二乙基硅基，乙基二甲基硅基，三丙基硅基，三丁基硅基，三异丙基硅基，甲基二异丙基硅基，二甲基异丙基硅基，三叔丁基硅基，三异丁基硅基，二甲基叔丁基硅基，甲基二叔丁基硅基。另外，烷硅基可以任选被取代。

芳基硅烷基–如本文所用，涵盖至少一个芳基取代的硅基。芳基硅烷基可以是具有6-30个碳原子的芳基硅烷基，优选具有8至20个碳原子的芳基硅烷基。芳基硅烷基的例子包括三苯基硅基，苯基二联苯基硅基，二苯基联苯基硅基，苯基二乙基硅基，二苯基乙基硅基，苯基二甲基硅基，二苯基甲基硅基，苯基二异丙基硅基，二苯基异丙基硅基，二苯基丁基硅基，二苯基异丁基硅基，二苯基叔丁基硅基。另外，芳基硅烷基可以任选被取代。

烷基锗基–如本文所用，涵盖烷基取代的锗基。烷锗基可以是具有3-20个碳原子的烷基锗基，优选具有3至10个碳原子的烷基锗基。烷基锗基的例子包括三甲基锗基，三乙基锗基，甲基二乙基锗基，乙基二甲基锗基，三丙基锗基，三丁基锗基，三异丙基锗基，甲基二异丙基锗基，二甲基异丙基锗基，三叔丁基锗基，三异丁基锗基，二甲基叔丁基锗基，甲基二叔丁基锗基。另外，烷基锗基可以任选被取代。

芳基锗基–如本文所用，涵盖至少一个芳基或杂芳基取代的锗基。芳基锗基可以是具有6-30个碳原子的芳基锗基，优选具有8至20个碳原子的芳基锗基。芳基锗基的例子包括三苯基锗基，苯基二联苯基锗基，二苯基联苯基锗基，苯基二乙基锗基，二苯基乙基锗基，苯基二甲基锗基，二苯基甲基锗基，苯基二异丙基锗基，二苯基异丙基锗基，二苯基丁基锗基，二苯基异丁基锗基，二苯基叔丁基锗基。另外，芳基锗基可以任选被取代。

氮杂二苯并呋喃，氮杂二苯并噻吩等中的术语“氮杂”是指相应芳族片段中的一个或多个C-H基团被氮原子代替。例如，氮杂三亚苯包括二苯并[f,h]喹喔啉，二苯并[f,h]喹啉和在环系中具有两个或更多个氮的其它类似物。本领域普通技术人员可以容易地想到上述的氮杂衍生物的其它氮类似物，并且所有这些类似物被确定为包括在本文所述的术语中。

在本公开中，除另有定义，当使用由以下组成的组中的任意一个术语时：取代的烷基，取代的环烷基，取代的杂烷基，取代的杂环基，取代的芳烷基，取代的烷氧基，取代的芳氧基，取代的烯基，取代的炔基，取代的芳基，取代的杂芳基，取代的烷硅基，取代的芳基硅烷基，取代的烷基锗基，取代的芳基锗基，取代的氨基，取代的酰基，取代的羰基，取代的羧酸基，取代的酯基，取代的亚磺酰基，取代的磺酰基，取代的膦基，是指烷基，环烷基，杂烷基，杂环基，芳烷基，烷氧基，芳氧基，烯基，炔基，芳基，杂芳基，烷硅基，芳基硅烷基，烷基锗基，芳基锗基，氨基，酰基，羰基，羧酸基，酯基，亚磺酰基，磺酰基和膦基中的任意一个基团可以被一个或多个选自氘，卤素，未取代的具有1-20个碳原子的烷基，未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基，未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基，未取代的具有3-20个环原子的杂环基，未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基，未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基，未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基，未取代的具有2-20个碳原子的烯基，未取代的具有2-20个碳原子的炔基，未取代的具有6-30个碳原子的芳基，未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基，未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基，未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基，未取代的具有3-20个碳原子的烷基锗基，未取代的具有6-20个碳原子的芳基锗基，未取代的具有0-20个碳原子的氨基，酰基，羰基，羧酸基，酯基，氰基，异氰基，巯基，亚磺酰基，磺酰基，膦基及其组合所取代。

应当理解，当将分子片段描述为取代基或以其他方式连接到另一部分时，可根据它是否是片段(例如苯基，亚苯基，萘基，二苯并呋喃基)或根据它是否是整个分子(如苯，萘，二苯并呋喃)来书写它的名称。如本文所用，指定取代基或连接片段的这些不同方式被认为是等同的。

在本公开中提到的化合物中，氢原子可以被氘部分或完全替代。其他原子如碳和氮也可以被它们的其他稳定的同位素代替。由于其增强器件的效率和稳定性，化合物中其它稳定同位素的替代可能是优选的。

在本公开中提到的化合物中，多取代指包含二取代在内，直到高达最多的可用取代的范围。当本公开中提到的化合物中某个取代基表示多取代(包括二取代、三取代、四取代等)时，即表示该取代基可以在其连接结构上的多个可用的取代位置上存在，在多个可用的取代位置上均存在的该取代基可以是相同的结构，也可以是不同的结构。

在本公开中提到的化合物中，除非明确限定，例如相邻的取代基能任选地连接形成环，否则所述化合物中相邻的取代基不能连接形成环。在本公开中提到的化合物中，相邻的取代基能任选地连接形成环，既包含相邻的取代基可以连接形成环的情形，也包含相邻的取代基不连接形成环的情形。相邻的取代基能任选地连接形成环时，所形成的环可以是单环或多环(包括螺环、桥环、稠环等)，以及脂环、杂脂环、芳环或杂芳环。在这种表述中，相邻的取代基可以是指键合在同一个原子上的取代基、与彼此直接键合的碳原子键合的取代基、或与进一步远离的碳原子键合的取代基。优选的，相邻的取代基是指键合在同一个碳原子上的取代基以及与彼此直接键合的碳原子键合的取代基。

本发明中，环原子数表示原子键合为环状的结构的化合物(例如：单环化合物、稠合环化合物、交联化合物、碳环化合物、杂环化合物)的构成该环本身的原子的数目。该环被取代基取代时，取代基中包含的原子不包括在环原子数中。关于本文中记载的“环原子数”，只要没有特别说明则为相同的含义。

相邻的取代基能任选地连接形成环的表述也旨在被认为是指键合在同一个碳原子上的两个取代基通过化学键彼此连接形成环，这可以由下式示例：

相邻的取代基能任选地连接形成环的表述也旨在被认为是指与彼此直接键合的碳原子键合的两个取代基通过化学键彼此连接形成环，这可以由下式示例：

相邻的取代基能任选地连接形成环的表述也旨在被认为是指与进一步远离的碳原子键合的两个取代基通过化学键彼此连接形成环，这可以由下式示例：

此外，相邻的取代基能任选地连接形成环的表述也旨在被认为是指，在相邻的两个取代基之一表示氢的情况下，第二取代基键合在氢原子键合至的位置处，从而成环。这由下式示例：

根据本发明的一个实施例，公开一种有机电致发光器件，其包括：

第一电极，

第二电极，

以及设置在第一电极和第二电极之间的至少两个发光单元，

其中所述每个发光单元包含至少一个发光层，

其中所述至少两个发光单元之间还设置有连接层，所述连接层包含金属层和第一有机层，所述第一有机层包含第一有机材料，所述第一有机材料的LUMO能级为LUMO_{第一有机材料}，所述金属层包含至少一种金属材料，所述金属材料的功函数为功函数_金属，所述LUMO_{第一有机材料}-功函数_金属≤2.1eV；

其中与第一有机层接触的所述发光单元进一步包含第二有机层，且第二有机层包含第二有机材料和所述第一有机材料；所述第二有机材料的HOMO能级为HOMO_{第二有机材料}，并且HOMO_{第二有机材料}-LUMO_{第一有机材料}≥0.3eV。

根据本发明的一个实施例，其中，所述第一有机材料的LUMO能级≤4.7eV。

根据本发明的一个实施例，其中，所述第一有机材料具有由式1至式3之一表示的结构：

在式1、式2或式3中，

E每次出现时相同或不同地选自CR₁；

X每次出现时相同或不同地选自由NR’，CR”R”’，O，S和Se组成的组；

环A每次出现时相同或不同地是5元杂环，并且所述5元杂环包含一个环内双键、至少一个N原子和至少一个Q；

Q每次出现时相同或不同地选自由O，S，Se和NR_N组成的组；

R每次出现时相同或不同地表示单取代，多取代或者无取代；

R，R₁，R’，R”，R”’，R_N每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组：氢，氘，卤素，亚硝基，硝基，酰基，羰基，羧酸基，酯基，氰基，异氰基，SCN，OCN，SF₅，硼烷基，亚磺酰基，磺酰基，膦氧基，羟基，巯基，取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基，取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基，取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基，取代或未取代的具有3-20个环原子的杂环基，取代或未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基，取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基，取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基，取代或未取代的具有2-20个碳原子的烯基，取代或未取代的具有2-20个碳原子的炔基，取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基，取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基，取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基，取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基，取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷基锗基，取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基锗基，及其组合；

并且取代基R，R₁，R’，R”和R”’中至少一个是具有至少一个拉电子基的基团；

相邻的取代基R，R’，R”，R”’能任选地连接形成环。

在本实施例中，相邻的取代基R，R’，R”，R”’能任选地连接形成环，旨在表示其中相邻的取代基组，例如相邻的取代基R，相邻的取代基R”与R’”，相邻的取代基R与R”，相邻的取代基R与R’”，以及相邻的取代基R与R’，这些相邻的取代基组中的任一个或多个能连接形成环。显而易见地，这些相邻的取代基也可以都不连接形成环。

根据本发明的一个实施例，其中，所述第一有机材料具有由式1或式2表示的结构。

根据本发明的一个实施例，其中，所述第一有机材料具有由式3-1表示的结构：

其中，X每次出现时相同或不同地选自NR’，CR”R”’，O，S或Se；

R，R’，R”和R”’中至少一个是具有至少一个拉电子基的基团；

Q每次出现时相同或不同地选自由O，S，Se和NR_N组成的组；

R，R’，R”，R”’，R_N每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组：氢，氘，卤素，亚硝基，硝基，酰基，羰基，羧酸基，酯基，氰基，异氰基，SCN，OCN，SF₅，硼烷基，亚磺酰基，磺酰基，膦氧基，羟基，巯基，取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基，取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基，取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基，取代或未取代的具有3-20个环原子的杂环基，取代或未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基，取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基，取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基，取代或未取代的具有2-20个碳原子的烯基，取代或未取代的具有2-20个碳原子的炔基，取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基，取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基，取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基，取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基，取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷基锗基，取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基锗基，及其组合。

根据本发明的一个实施例，其中，在式1、式2、式3或式3-1中，所述X每次出现时相同或不同地选自CR”R”’或NR’，所述R’，R”和R”’每个都是具有至少一个拉电子基的基团。

根据本发明的一个实施例，其中，在式1、式2、式3或式3-1中，所述X每次出现时相同或不同地选自CR”R”’或NR’，所述R，R’，R”和R”’每个都是具有至少一个拉电子基的基团。

根据本发明的一个实施例，其中，在式1、式2、式3或式3-1中，所述X每次出现时相同或不同地选自由以下结构组成的组：

根据本发明的一个实施例，其中，在式1、式2、式3或式3-1中，所述X选自X-1。

根据本发明的一个实施例，其中，在式1、式2、式3或式3-1中，Q每次出现时相同或不同地选自O或S。

根据本发明的一个实施例，其中，在式1、式2、式3或式3-1中，所述R，R₁每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组：氢，氘，卤素，亚硝基，硝基，酰基，羰基，羧酸基，酯基，氰基，异氰基，SCN，OCN，SF₅，硼烷基，亚磺酰基，磺酰基，膦氧基，未取代的具有1-20个碳原子的烷基，未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基，未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基，未取代的具有2-20个碳原子的烯基，未取代的具有6-30个碳原子的芳基，未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基，以及被卤素、亚硝基、硝基、酰基、羰基、羧酸基、酯基、氰基、异氰基、SCN、OCN、SF₅、硼烷基、亚磺酰基、磺酰基和膦氧基中的一个或多个基团取代的下述任一种基团：具有1-20个碳原子的烷基、具有3-20个环碳原子的环烷基、具有1-20个碳原子的烷氧基、具有2-20个碳原子的烯基、具有6-30个碳原子的芳基、具有3-30个碳原子的杂芳基，及其组合。

根据本发明的一个实施例，其中，在式1、式2、式3或式3-1中，所述R，R₁每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组：氢，氘，甲基，异丙基，NO₂，SO₂CH₃，SCF₃，C₂F₅，OC₂F₅，OCH₃，二苯基甲基硅基，苯基，甲氧基苯基，对甲基苯基，2,6-二异丙基苯基，联苯基，多氟苯基，二氟吡啶基，硝基苯基，二甲基噻唑基，被CN或CF₃中的一个或多个取代的乙烯基，被CN或CF₃中的一个取代的乙炔基，二甲基膦氧基，二苯基膦氧基，F，CF₃，OCF₃，SF₅，SO₂CF₃，氰基，异氰基，SCN，OCN，三氟甲基苯基，三氟甲氧基苯基，双(三氟甲基)苯基，双(三氟甲氧基)苯基，4-氰基四氟苯基，被F，CN或CF₃中的一个或多个取代的苯基或联苯基，四氟吡啶基，嘧啶基，三嗪基，二苯基硼烷基，氧杂硼杂蒽基，及其组合。

根据本发明的一个实施例，其中所述第一有机材料选自由以下结构组成的组：

/>

/>

/>

根据本发明的一个实施例，其中所述金属层中的金属材料选自由以下组成的组：Yb、Li、Rb、Cs、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Y、Mn、Ag和以上多种金属的组合。

根据本发明的一个实施例，其中所述金属层中的金属材料为Yb。

根据本发明的一个实施例，其中所述金属层的金属材料的功函数小于4.0eV。

根据本发明的一个实施例，其中所述金属层由一种单质金属形成或者由两种或两种以上单质金属形成。

根据本发明的一个实施例，其中所述金属层的厚度在0.1nm至20nm之间。

根据本发明的一个实施例，其中所述金属层的厚度在0.1nm至5nm之间。

根据本发明的一个实施例，其中所述LUMO_第一_有机材料-功函数_金属＜2.05eV。

根据本发明的一个实施例，其中所述第一有机层的厚度在0.1nm至30nm之间。

根据本发明的一个实施例，其中所述第一有机层的厚度在0.1nm至15nm之间。

根据本发明的一个实施例，其中在第二有机层中，所述第一有机材料占第二有机层总质量的4％～49％。

根据本发明的一个实施例，其中在第二有机层中，所述第一有机材料占第二有机层总质量的5％～35％。

根据本发明的一个实施例，其中在第二有机层中，所述第一有机材料占第二有机层总质量的5％～30％。

根据本发明的一个实施例，其中所述第一有机层和所述金属层中至少有一层形成非连续薄膜。

根据本发明的一个实施例，其中所述第一有机层与第二有机层直接接触。

根据本发明的一个实施例，其中所述HOMO_第二_有机材料-LUMO_第一_有机材料≤0.8eV。

根据本发明的一个实施例，其中所述HOMO_{第二有机材料}-LUMO_{第一有机材料}≤0.6eV。

根据本发明的一个实施例，其中所述第二有机材料的HOMO能级≥5.1eV。

根据本发明的一个实施例，其中所述连接层在可见光范围内的透过率大于70％。

根据本发明的一个实施例，其中所述连接层在可见光范围内的透过率大于80％。

根据本发明的一个实施例，其中所述至少两个发光单元可以发射同一颜色光或不同颜色的光。

根据本发明的另一实施例，还公开了一种电子组件，其包含一种有机电致发光器件，所述有机电致发光器件的具体结构为前述任一实施例所示。

根据本发明的一个实施例，其中所述电子组件是显示组件或照明组件。

本文中材料的LUMO能级和HOMO能级均是通过循环伏安方法测试得到之后取其绝对值。测试使用由武汉科思特仪器股份有限公司生产的型号为CorrTest CS120的电化学工作站，并使用三电极工作体系：铂盘电极作为工作电极，Ag/AgNO₃电极为参比电极，铂丝电极为辅助电极。以无水DCM为溶剂，以0.1mol/L的六氟磷酸四丁铵作为支持电解质，将待测化合物配10^-3mol/L的溶液，测试前向溶液中通入氮气10min除氧。仪器参数设置：扫描速率为100mV/s，电位间隔0.5mV，测试窗口为-1V至1V。

表1列举了连接层中金属材料Yb的功函数以及化合物1-2、化合物PD-2与第二有机材料化合物HT-7的能级信息。

表1金属材料Yb的功函数以及化合物1-2、化合物PD-2与化合物HT-7的能级信息

化合物1-2、化合物PD-2以及化合物HT-7的具体结构如下：

具体来看，本发明器件实施例中使用的金属为表1所示的Yb，其中Yb的功函数较小，为2.6eV，要满足LUMO_{第一有机材料}-功函数_金属≤2.1eV，则第一有机材料的LUMO能级需满足LUMO_{第一有机材料}≤4.7eV。本文中实施例优选LUMO能级小于4.7eV的化合物1-2作为第一有机材料，其LUMO能级为4.63eV，第二有机材料优选HOMO能级≥5.1eV的化合物HT-7，此时LUMO_化合物1-2-功函数_Yb＝2.03eV，小于2.1eV，通过调控金属层中金属材料的功函数和第一有机层中第一有机材料的LUMO能级差值，提高电子注入能力，进而实现器件效率的提升。当HOMO_{第二有机材料}-LUMO_{第一有机材料}≥0.3eV时，给空穴注入提供了调控的空间，便于控制空穴的注入水平，达到载流子的平衡，提升激子复合效率的目的。比如本发明器件实施例中选用第一有机材料化合物1-2作为掺杂剂与第二有机材料化合物HT-7共蒸镀形成第二有机层，且HOMO_HT-7-LUMO_化合物1-2＝0.5eV，大于0.3eV，并使得掺杂浓度为16wt％时，获得了较优的器件性能。

本发明选用化合物PD-2作为比较例的连接层材料，其LUMO能级为4.91eV，HOMO_HT-7-LUMO_{化合物PD-2}＝0.22eV，当使得化合物PD-2的掺杂浓度为3wt％时，虽然低浓度掺杂保证了空穴端的注入，但由于使用了较深能级的第一有机材料，导致第一有机材料的LUMO与金属的功函数差值较大(LUMO_HT-7-功函数_Yb＝2.31eV，大于2.1eV)不利于电子的分离与注入，阻碍器件效率的提升。

本申请人的在前申请CN202110131806.4中记载了一种叠层有机电致发光器件，其采用金属Yb作为电荷产生层的金属层，化合物1-70

作为电荷产生层的缓冲层(第一有机层)，并记载了化合物1-70的LUMO能级为5.69eV，因此，在该申请公开的叠层器件中LUMO_{化合物1-70}-功函数_Yb＝3.09eV,远大于2.1eV，与本申请要求保护的技术方案中必须的LUMO_{第一有机材料}-功函数_金属≤2.1eV不同，属于不同的发明构思。

在下文中，将参考下述实施例对本发明进行更详细的描述。很显然的，下述的实施例仅用于示例性目的，并不用来限制本发明的范围。基于下述的实施例，本领域技术人员能够通过对其改进从而获得本发明的其他实施例。

器件实施例

实施例1：制备包含本发明连接层的串联有机电致发光器件100，如图1所示。

首先，用超纯水清洗事先涂有图形化的

厚铟锡氧化物(ITO)阳极120的玻璃基板110，并用UV臭氧和氧等离子体处理ITO表面。之后，将基板在充满氮气的手套箱中烘干以除去水分，随即安装在支架上并装入蒸镀腔室中。下面指定的有机层，在真空度约为1*10^-6托的情况下以/>

的速率通过热蒸发依次在ITO阳极上进行镀膜。首先蒸镀第一发光单元110a，包括，化合物HT-7与化合物1-2共蒸镀形成空穴注入层111a，其中化合物1-2占空穴注入层(HIL)111a重量的16％，HIL层厚度为/>

蒸镀化合物HT-7作空穴传输层(HTL)112a，厚度为/>

蒸镀化合物H-1用作电子阻挡层(EBL)113a，厚度为/>

然后红光掺杂剂化合物D-1与红光主体化合物H-2共沉积用作发光层(EML)114a，掺杂浓度为3wt％，EML层厚度为/>

在发光层上，蒸镀化合物H-3作为空穴阻挡层(HBL)115a，厚度为

在HBL上，化合物ET和化合物EI共沉积作为电子传输层(ETL)116a，其中化合物EI占ETL层总重量的60％，ETL层厚度为/>

之后依次蒸镀厚度/>

的Yb金属作为连接层130的金属层130a，蒸镀/>

的化合物1-2作为连接层130的第一有机层130b。接下来蒸镀第二个发光单元110b，包括，化合物HT-7与化合物1-2共蒸镀形成第二有机层(空穴注入层)111b，其中化合物1-2占第二有机层(空穴注入层111b)总重量的16％，HIL层厚度为/>

随后蒸镀/>

的化合物HT-7作为空穴传输层112b。化合物H-1用作电子阻挡层(EBL)113b，厚度为/>

红光掺杂剂化合物D-1和红光主体化合物H-2共沉积用作发光层(EML)114b，掺杂浓度为3wt％，厚度为/>

使用化合物H-3作为空穴阻挡层(HBL)115b，蒸镀在发光层之上，厚度为/>

在HBL上，化合物ET和化合物EI共沉积作为电子传输层(ETL)116b，其中化合物EI占ETL层总重量的60％，ETL层厚度为/>

最后，蒸镀/>

厚度的化合物EI作为电子注入层(EIL)117b，并且蒸镀/>

的铝作为阴极140。

注意，该器件结构仅为示例，并不局限于本发明所述。例如，在第一发光单元110a中的空穴注入层111a可以使用与第二发光单元110b中的空穴注入层111b不同的结构，反之亦然。又例如，第二发光单元110b可以使用其他颜色的主体化合物和发光材料，以及相应的配套传输材料及器件结构。器件制备完成后，被从蒸镀腔室转移回手套箱，并用玻璃盖片完成封装。

实施例2：与实施例1的制备方法相同，不同之处在于：在第一发光单元中，使用化合物HT-7与化合物1-2共蒸镀，形成空穴注入层(HIL，重量比80:20，

)来代替实施例1中第一发光单元的空穴注入层。

比较例1：与实施例1的制备方法相同，不同之处仅在于：(1)在第一发光单元中，使用化合物HT-7与化合物PD-2共蒸镀形成空穴注入层(HIL，重量比97:3，

)来代替实施例1中第一发光单元的空穴注入层；(2)在连接层中，蒸镀/>

化合物PD-2形成第一有机层，来代替实施例1中连接层中的第一有机层；(3)在第二发光单元中，使用化合物HT-7与化合物PD-2共蒸镀形成空穴注入层(HIL，重量比97:3，/>

)来代替实施例1中第二发光单元的空穴注入层。

比较例2：与比较例1的制备方法相同，不同之处仅在于：(1)在第一发光单元中，化合物HT-7与化合物PD-2共蒸镀形成的空穴注入层(HIL，重量比为84:16，总厚度为

)，来代替比较例1中第一发光单元的空穴注入层；(2)在第二发光单元中，化合物HT-7与化合物PD-2共蒸镀形成的空穴注入层(HIL，重量比为84:16，总厚度为/>

)来代替比较例1中第二发光单元的空穴注入层。

比较例3：与实施例1的制备方法相同，不同之处仅在于：(1)在连接层中，蒸镀

化合物PD-2形成第一有机层，来代替实施例1中连接层中的第一有机层；(2)在第二发光单元中，使用化合物HT-7与化合物PD-2共蒸镀形成空穴注入层(HIL，重量比84:16，/>

)来代替实施例1中第二发光单元的空穴注入层。

比较例4：制备红光单层有机电致发光器件200，如图2所示(本图作为示意未包括基底层)：

首先，用超纯水清洗事先涂有图形化的

厚的铟锡氧化物(ITO)阳极220的玻璃基板，并用UV臭氧和氧等离子体处理ITO表面。之后，将基板在充满氮气的手套箱中烘干以除去水分，随即安装在支架上并装入蒸镀腔室中。下面指定的有机层，在真空度约为1*10^-6托的情况下以/>

的速率通过热蒸发依次在ITO阳极220上进行镀膜。化合物HT-7与化合物1-2共蒸镀形成空穴注入层(HIL)211，其中化合物1-2占空穴注入层(HIL)211重量的16％，HIL总厚度为/>

化合物HT-7用作空穴传输层(HTL)212，厚度为/>

化合物H-1用作电子阻挡层(EBL)213，厚度为/>

然后红光掺杂剂化合物D-1和红光主体化合物H-2共沉积用作发光层(EML)214，掺杂浓度为3wt％，总厚度为/>

使用化合物H-3作为空穴阻挡层(HBL)215，蒸镀在发光层之上，厚度为/>

在HBL上，化合物ET和化合物EI共沉积作为电子传输层(ETL)216，其中化合物EI占ETL层总重量的60％，ETL层总厚度为

最后，蒸镀/>

的化合物EI作为电子注入层(EIL)217，并且蒸镀/>

的铝作为阴极230。

比较例5：制备红光单层有机电致发光器件300，与比较例4(单层器件200)制备方法相同，不同之处仅在于：使用化合物PD-2与化合物HT-7共蒸镀形成空穴注入层，其中化合物PD-2占空穴注入层重量的16％，厚度为

比较例6：制备红光单层有机电致发光器件400，与比较例5(单层器件300)制备方法相同，不同之处仅在于：使用化合物PD-2与化合物HT-7共蒸镀形成空穴注入层，其中化合物PD-2占空穴注入层重量的3％，厚度为

详细的器件的部分有机层结构和厚度如下表2所示。其中所用材料不止一种的层，是不同化合物以其记载的重量比例掺杂得到的。

表2实施例1～2和比较例1～6的部分器件结构

化合物1-2，化合物PD-2，化合物HT-7，化合物H-1，化合物H-2，化合物D-1，化合物H-3，化合物ET，及化合物EI的结构如下所示：

表3列出了实施例1～2以及比较例1～6的性能测试结果，其中色坐标、功率效率、外量子效率、电压是在亮度2000cd/m²下测得，器件寿命是器件亮度衰减到初始亮度2000cd/m²的97％的时间。

表3实施例1～2和比较例1～6的器件性能

实施例1～2和比较例1～6的色坐标基本相当，说明连接层中的第一有机材料并没有影响到器件本身的颜色。

由表3记载的器件性能数据可知，与比较例5(单层器件300)相比，比较例4(单层器件200)的外量子效率提高了20％，但同时电压也升高了0.4V，由于电压的升高使得单层器件200和单层器件300在同样亮度2000cd/m²下的功率效率是一样的，均为17lm/W。单层器件200和单层器件300的不同之处在于空穴注入层中使用的掺杂材料不同，在单层器件200的空穴注入层中HOMO_HT-7-LUMO_化合物1-2＝0.5eV，而单层器件300的空穴注入层中HOMO_HT-7-LUMO_{化合物PD-2}＝0.22eV，由此可见，在单层器件200的空穴注入层中的化合物HT-7与化合物1-2的能级差大使得空穴注入变得困难，虽然其效率较单层器件300提高了20％，但同时也增加了电压，器件寿命也略低了6％。

但在叠层器件中，从实施例1与比较例4(单层器件200)的器件性能对比可以看出，实施例1的外量子效率是比较例4(单层器件200)的2.3倍，寿命则是单层器件200的5.03倍，但实施例1中的电压为6.3V，仅是器件200的电压的1.65倍，功率效率也比器件200提升了45％，故虽然单层器件200和单层器件300相比存在电压高问题，但在实施例1中的叠层器件并不存在此现象。这说明连接层中金属材料的功函数和第一有机材料LUMO能级差对串联器件的电压有很大影响，本发明实施例1的连接层中LUMO_化合物1-2-功函数_Yb＝2.03eV，这表明控制串联器件连接层中的LUMO_{第一有机材料}和功函数_金属的能级差小于2.1eV，优选地，小于2.05eV，能够促进电子在金属和有机界面的分离，从而抑制了载流子在界面处复合，进而提升器件的综合性能。

对比实施例1和比较例3可知，实施例1的连接层中的金属层使用了Yb，第一有机层使用了化合物1-2，LUMO_化合物1-2-功函数_Yb＝2.03eV；第二有机层中使用了化合物HT-7与化合物1-2，HOMO_HT-7-LUMO_化合物1-2＝0.5eV；而比较例3的连接层中的金属层使用了Yb，第一有机层则使用了化合物PD-2，LUMO_{化合物PD-2}-功函数_Yb＝2.31eV，大于2.1eV；第二有机层中则使用了化合物HT-7与化合物PD-2，HOMO_HT-7-LUMO_{化合物PD-2}＝0.22eV，小于0.3eV。由表3的器件性能数据可知，与比较例3相比，实施例1在寿命基本保持一致的情况下，实现了外量子效率21％的明显提升，同时功率效率也提高了12％。由此可见，通过调控与连接层接触的空穴注入层(第二有机层)中第二有机材料HOMO能级和第一有机材料的LUMO能级差，使得HOMO_{第二有机材料}-LUMO_{第一有机材料}≥0.3eV时，可以控制器件中空穴的注入；同时缩小LUMO_{第一有机材料}和功函数_金属的能级差，使得所述LUMO_{第一有机材料属}-功函数_金属≤2.1eV，可以提高器件中电子注入能力，进而实现串联器件综合性能的提升，比如获得更高的外量子效率和电流效率。

对比比较例2的叠层器件和比较例5(单层器件300)的性能数据可知，比较例2的外量子效率是比较例5(单层器件300)的外量子效率的2.2倍，寿命是单层器件300的4.15倍，电压仅为单层器件300的1.79倍。这表明比较例2的叠层器件的综合性能较单层器件300已经有了较大幅度的提升。

对比比较例5(单层器件300)与比较例6(单层器件400)性能数据可知，与单层器件300相比单层器件400的电压更低，外量子效率和功率效率均有所提升。由此可以看出，当HIL层中化合物PD-2的掺杂浓度为3wt％时，器件的综合性能更优。在此基础上，我们对比较例2的叠层器件进一步优化得到比较例1，即在HIL层中使化合物PD-2的掺杂浓度为3wt％。由表3记载的数据可知，与比较例2相比，比较例1的器件电压维持在6.1V，外量子效率和寿命则分别提升了5％和11％；且与比较例6(单层器件400)相比，比较例1的外量子效率是单层器件400的2.2倍，寿命是其4.0倍，而电压仅是其1.8倍，这说明比较例1已经是综合性能较优的叠层器件。

然而，与已经优化了化合物PD-2掺杂比例的比较例1相比，实施例1在寿命和电压基本相当的情况下，仍旧实现了外量子效率19％的提升，功率效率也实现了13％的提升。对比实施例1与比较例1的器件结构可知，实施例1与比较例1分别使用了化合物1-2和化合物PD-2作为第一有机材料，实施例1的第二有机层中HOMO_HT-7-LUMO_化合物1-2＝0.5eV，大于0.3eV，在连接层中，LUMO_化合物1-2-功函数_Yb＝2.03eV，小于2.1eV；而比较例1的第二有机层中HOMO_HT-7-LUMO_{化合物PD-2}＝0.22eV，小于0.3eV，在连接层中LUMO_{化合物PD-2}-功函数_Yb＝2.31eV，大于2.1eV。这再次证明了缩小LUMO_{第一有机材料}和功函数_金属的能级差，使得LUMO_{第一有机材料属}-功函数_金属≤2.1eV，并且控制HOMO_{第二有机材料}-LUMO_{第一有机材料}≥0.3eV时，能够进一步提升叠层器件的综合性能，获得更高的外量子效率和更高的功率效率。

在本申请公开的叠层器件中，与阳极接触的空穴注入层和与连接层接触的空穴注入层(第二有机层)结构可以一致，也可以不一致，比如第一发光单元中的空穴注入层与第二发光单元的空穴注入层(第二有机层)中使用的掺杂材料和掺杂浓度可以相同也可以不同，但是连接层中的第一有机层则必须使用与第二有机层相同的掺杂材料。比如在实施例2中，第一发光单元中的HIL中化合物1-2的掺杂浓度为20wt％，第二有机层中化合物1-2的浓度为16％。即在实施例1的基础上，实施例2进一步提高了第一发光单元的HIL中化合物1-2的掺杂浓度，在电压保持一致的情况下，虽然实施例2的外量子效率降低了11％，但也达到了62％的较高水平，而在寿命上实施例2较实施例1又进一步实现了35％的显著提升。由此可见，通过调整与阳极接触的HIL层中的空穴的注入，可以平衡载流子，进而平衡器件的效率、寿命和电压。

综上所述，本发明公开的包含多个发光单元、第二有机层和特定的连接层的串联有机电致发光器件满足LUMO_{第一有机材料}-功函数_金属≤2.1eV，能够促进电子在金属和有机界面的分离，从而抑制了载流子在界面处复合；控制HOMO_{第二有机材料}-LUMO_{第一有机材料}≥0.3V，通过调控第一有机材料的掺杂浓度，控制空穴的注入，平衡载流子在发光层复合，从而显著的改善了器件的效率和寿命，降低了器件的功耗。这种新型的串联有机电致发光器件具有更优秀的器件性能和更广阔的应用前景。

应当理解，这里描述的各种实施例仅作为示例，并无意图限制本发明的范围。因此，如本领域技术人员所显而易见的，所要求保护的本发明可以包括本文所述的具体实施例和优选实施例的变化。本文所述的材料和结构中的许多可以用其它材料和结构来取代，而不脱离本发明的精神。应理解，关于本发明为何起作用的各种理论无意为限制性的。

Claims (20)

1.一种有机电致发光器件，其包括：

第一电极，

第二电极，

以及设置在第一电极和第二电极之间的至少两个发光单元，

其中所述至少两个发光单元之间还设置有连接层，所述连接层包含金属层和第一有机层，所述第一有机层包含第一有机材料，所述第一有机材料的LUMO能级为LUMO_{第一有机材料}，所述金属层包含至少一种金属材料，所述金属材料的功函数为功函数_金属，所述LUMO_{第一有机材料}-功函数_金属≤2.1eV；

其中与第一有机层接触的所述发光单元进一步包含第二有机层，且第二有机层包含第二有机材料和所述第一有机材料；所述第二有机材料的HOMO能级为HOMO_{第二有机材料}，并且HOMO_{第二有机材料}-LUMO_{第一有机材料}≥0.3eV。

2.如权利要求1所述的有机电致发光器件，其中，所述第一有机材料的LUMO能级≤4.7eV。

3.如权利要求1或2所述的有机电致发光器件，其中，所述第一有机材料具有由式1至式3之一表示的结构：

在式1、式2或式3中，

E每次出现时相同或不同地选自CR₁；

X每次出现时相同或不同地选自由NR’，CR”R”’，O，S和Se组成的组；

环A每次出现时相同或不同地是5元杂环，并且所述5元杂环包含一个环内双键、至少一个N原子和至少一个Q；

Q每次出现时相同或不同地选自由O，S，Se和NR_N组成的组；

R每次出现时相同或不同地表示单取代，多取代或者无取代；

R，R₁，R’，R”，R”’，R_N每次出现时相同或不同地选自由以下组成的组：氢，氘，卤素，亚硝基，硝基，酰基，羰基，羧酸基，酯基，氰基，异氰基，SCN，OCN，SF₅，硼烷基，亚磺酰基，磺酰基，膦氧基，羟基，巯基，取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷基，取代或未取代的具有3-20个环碳原子的环烷基，取代或未取代的具有1-20个碳原子的杂烷基，取代或未取代的具有3-20个环原子的杂环基，取代或未取代的具有7-30个碳原子的芳烷基，取代或未取代的具有1-20个碳原子的烷氧基，取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳氧基，取代或未取代的具有2-20个碳原子的烯基，取代或未取代的具有2-20个碳原子的炔基，取代或未取代的具有6-30个碳原子的芳基，取代或未取代的具有3-30个碳原子的杂芳基，取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷硅基，取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基硅烷基，取代或未取代的具有3-20个碳原子的烷基锗基，取代或未取代的具有6-20个碳原子的芳基锗基，及其组合；

并且取代基R，R₁，R’，R”和R”’中至少一个是具有至少一个拉电子基的基团；

相邻的取代基R，R’，R”，R”’能任选地连接形成环；

优选地，所述第一有机材料具有由式1或式2表示的结构。

4.如权利要求3所述的有机电致发光器件，其中，所述X每次出现时相同或不同地选自CR”R”’或NR’，并且R’，R”和R”’每个都是具有至少一个拉电子基的基团；

优选地，所述R，R’，R”和R”’每个都是具有至少一个拉电子基的基团。

5.如权利要求3或4所述的有机电致发光器件，其中，所述X每次出现时相同或不同地选自由以下结构组成的组：

优选地，所述X选自X-1。

6.如权利要求1-5中任一项所述的有机电致发光器件，其中，所述第一有机材料选自由以下结构组成的组：

/>

/>

/>

7.如权利要求1所述的有机电致发光器件，其中，所述金属层中的金属材料选自由以下组成的组：Yb、Li、Rb、Cs、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Y、Mn、Ag和以上多种金属的组合；优选地，所述金属层中的金属材料为Yb。

8.如权利要求1或7所述的有机电致发光器件，其中，所述金属层的金属材料的功函数小于4.0eV。

9.如权利要求1所述的有机电致发光器件，其中，所述金属层由一种单质金属形成或者由两种或两种以上单质金属形成。

10.如权利要求1所述的有机电致发光器件，其中，所述金属层的厚度在0.1nm至20nm之间；优选地，在0.1nm至5nm之间。

11.如权利要求1-10中任一项所述的有机电致发光器件，其中，所述LUMO_{第一有机材料}-功函数_金属＜2.05eV。

12.如权利要求1所述的有机电致发光器件，其中，所述第一有机层的厚度在0.1nm至30nm之间；优选地，在0.1nm至15nm之间。

13.如权利要求1所述的有机电致发光器件，其中，在第二有机层中，第一有机材料占第二有机层总质量的4％～49％，优选地，5％～35％，更优选的，5％～30％。

14.如权利要求1所述的有机电致发光器件，其中，所述第一有机层和所述金属层中至少有一层形成非连续薄膜。

15.如权利要求1所述的有机电致发光器件，其中，所述第一有机层与第二有机层直接接触。

16.如权利要求1所述的有机电致发光器件，其中，所述HOMO_{第二有机材料}-LUMO_{第一有机材料}≤0.8eV，优选地，所述HOMO_{第二有机材料}-LUMO_{第一有机材料}≤0.6eV。

17.如权利要求1所述的有机电致发光器件，其中，所述第二有机材料的HOMO能级≥5.1eV。

18.如权利要求1所述的有机电致发光器件，其中，所述连接层在可见光范围内的透过率大于70％；优选地，所述连接层在可见光范围内的透过率大于80％。

19.如权利要求1所述的有机电致发光器件，其中，所述至少两个发光单元可以发射同一颜色光或不同颜色的光。

20.一种电子组件，其包含权利要求1-19中任一项所述的有机电致发光器件。

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