CN104134753A - 一种叠层有机电致发光器件 - Google Patents

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张国辉
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Beijing Visionox Technology Co Ltd
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Abstract

一种叠层有机电致发光器件，包括基板及依次形成在基板上的阳极层、若干个发光单元层和阴极层；在相邻发光单元层之间具有连接层，连接层具有至少四层结构，包括至少三层电子传输层和一层空穴传输层，电子传输层与空穴传输层的厚度分别为1-100nm，电子传输层与空穴传输层相接触的面为电荷分离界面；形成电荷分离界面的电子传输层采用LUMO能级高于5.0eV的有机材料或采用导带能级为5.5-6.5eV的无机材料；形成电荷分离界面的空穴传输层采用HOMO能级不高于5.7eV的有机材料。本发明通过在电荷分离界面与发光单元层之间设置合适的中间能级层，降低跃迁势垒，降低叠层器件的驱动电压，从而获得较高电流效率。

Description

一种叠层有机电致发光器件
技术领域
本发明涉及有机电致发光器件技术领域，特别是一种叠层有机电致发光器件。
背景技术
有机电致发光是指有机发光材料在电流或电场的激发作用下发光的现象。有机电致发光器件(Organic Light Emitting Diode,以下简称为OLED)是在电场作用下，以有机材料为活性发光层的器件。近几年，由于OLED具有形体薄、亮度高、响应快、视角宽、工艺简单、柔性化等优点引起了人们的广泛关注，在显示与照明领域有着重要应用，已成为海内外非常热门的新兴平板显示器产业。
为了获得高的电流效率，长的工作寿命，人们设计了将两个或多个发光单元层串联、叠加的叠层器件，如Adachi等人Japaneses Journal of appliedphysics，27，L269(1988)和ISSN/007-0966X/07/3801-0871-2007SID、ISSN/007-0966X/07/3801-0089-2007SID)等。与普通标准器件相比，在相同电流密度下，叠层器件的亮度和电流效率是普通标准器件的两倍。叠层器件主要是通过一个连接层将两个或两个以上的发光器件连接在一起，而连接层的性能将直接影响整个器件的光电性能。
如图1所示，现有的连接层结构包括两层N型层(电子传输层)和一层P型层(空穴传输层),即N1/N2/P1结，电子传输层与空穴传输层相互接触的面为电荷分离界面。在电场作用下，电荷分离界面的正负电荷发生分离，电子通过电子传输层传向发光单元层，而空穴经过空穴传输层传向发光单元层。现有N1/N2/P1结采用的材料通常为Alq3:活泼金属/WO3/NPB及Bphen:活泼金属/FeCl2/NPB等(其中Alq3的中文全称为：八羟基喹啉铝)。然而，由于发光器件中电荷分离层与发光单元层材料间的LUMO(Lowest UnoccupiedMolecular Orbital，未占有电子的能级最低的轨道称为最低未占轨道)能级差较大，电荷传输需要跃迁的势垒较大，器件所需工作电压较高。也就是说，以两层电子传输层和一层空穴传输层作为连接层的发光器件虽然亮度和电流效率提高了，而其所需的工作电压也提高了，这样意味着其功率效率没有得到改善，这在实际应用中特别是照明应用中是非常不利的。
另外，中国专利文献CN1438828A中公开了一种具有层叠的场致发光单元层的有机场致发光器件，包括阳极、阴极、配置在所述阳极和所述阴极之间的至少两个有机场致发光单元层和配置在每个相邻有机场致发光单元层之间的掺杂有机连接器,其中所述有机场致发光单元层包括至少一个有机空穴传输层和一个有机电子传输层；所述掺杂有机连接器包括至少一个n-型掺杂有机层或者至少一个p-型掺杂有机层或者这些层的结合。
虽然，理论上增加连接层的电子传输层数或空穴传输层数能够使电子传输层的电子进行层级跃迁，而且上述文献中也提及了其连接层包括至少一层电子传输层或至少一层空穴传输层或者这些层的结合，但是，包括上述文献在内的现有技术都没有对具有多层电子传输层或多层空穴传输层的连接层的结构、材料选择及其效果等作出任何具体说明，使本领域技术人员无法由此获得可行的技术方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中叠层有机电致发光器件的连接层包括两层电子传输层和一层空穴传输层，电子由电荷分离界面向电子传输层的传输，需要克服较大的势垒，使器件所需工作电压比较高、功率效率没有改善，而提供一种通过在电荷分离界面与发光单元层之间设置合适的中间能级层，降低跃迁势垒，从而降低器件的驱动电压，获得电流效率较高且功率效率也获得一定提高的叠层有机电致发光器件。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种叠层有机电致发光器件，包括基板，以及依次形成在所述基板上的阳极层、若干个发光单元层和阴极层；在相邻所述发光单元层之间具有连接层，所述连接层具有至少四层结构，包括至少三层电子传输层和一层空穴传输层，所述电子传输层与所述空穴传输层的厚度分别为1-100nm，所述电子传输层与所述空穴传输层相接触的面为电荷分离界面，
形成所述电荷分离界面的所述电子传输层采用LUMO能级高于5.0eV的有机材料，或者采用导带能级为5.5-6.5eV的无机材料；
形成所述电荷分离界面的所述空穴传输层采用HOMO能级不高于5.7eV的有机材料。
上述叠层有机电致发光器件中，形成所述电荷分离界面的所述电子传输层采用厚度为1-100nm、LUMO能级为5.0-5.6eV的有机材料。
上述叠层有机电致发光器件中，所述连接层具有四层所述电子传输层和一层所述空穴传输层，其中
电子传输层N1，采用厚度为1-100nm、LUMO能级为2.5-3.2eV的有机材料掺杂活泼金属；
电子传输层N2，采用厚度为1-100nm、LUMO能级为3.9-4.3eV的有机材料；
电子传输层N3，采用厚度为1-100nm、LUMO能级为4.4-4.7eV的有机材料；
电子传输层N4，采用厚度为1-100nm、LUMO能级为5.0-5.6eV的有机材料，或者采用厚度为1-100nm、导带能级为5.5-6.5eV的无机材料；所述电子传输层N4与所述空穴传输层相接触；
所述空穴传输层，采用厚度为1-100nm、HOMO能级低于5.7eV的有机材料。
上述叠层有机电致发光器件中，
所述电子传输层N1采用Bphen、DPPyA、DPyPA或Alq3；所述电子传输层N1的掺杂剂为活泼金属或者有机金属盐类；
所述电子传输层N2采用NTCDA或PTCBI；
所述电子传输层N3采用PTCDA；
所述电子传输层N4采用厚度为1-100nm、LUMO能级为5.5ev的HAT，或者采用厚度为1-50nm、导带能级为6.0eV的MoO3；
所述空穴传输层采用NPB或TCTA或TAPC。
上述叠层有机电致发光器件中，所述连接层具有四层所述电子传输层和一层所述空穴传输层，其中
电子传输层N1，采用Alq3:Li，厚度为1-100nm，其中Alq3的LUMO能级为3.1eV；
电子传输层N2，采用PTCBI，厚度为1-3nm，LUMO能级为4.1eV；
电子传输层N3，采用PTCDA,厚度为1-3nm，LUMO能级为4.4eV；
电子传输层N4，采用HAT，厚度为1-100nm，LUMO能级为5.5eV；或者采用MoO3，厚度为1-50nm，导带能级为6.0eV；所述电子传输层N4与所述空穴传输层相接触；
所述空穴传输层采用NPB，厚度为1-100nm，HOMO能级为5.4eV。
上述叠层有机电致发光器件中，
所述电子传输层N1的厚度为10-50nm；
所述电子传输层N2的厚度为1.5-2.5nm；
所述电子传输层N4，采用HAT，厚度为10-50nm，LUMO能级为5.5eV；
所述空穴传输层的厚度为10-50nm。
上述叠层有机电致发光器件中，所述连接层具有四层所述电子传输层和一层所述空穴传输层，其中
电子传输层N1，采用厚度为1-100nm、LUMO能级在2.5-3.2eV的有机材料层；
电子传输层N2，采用厚度为1-100nm、LUMO能级在3.0-4.0eV的有机材料；
电子传输层N3，采用厚度为1-100nm、LUMO能级为4.1-4.7eV的有机材料；
电子传输层N4，采用厚度为1-100nm、LUMO能级为5.0-5.6eV的有机材料，或者采用厚度为1-100nm、导带能级为5.5-6.5eV的无机材料；所述电子传输层N4与所述空穴传输层相接触；
所述空穴传输层，采用厚度为1-100nm、HOMO能级低于5.7eV的有机材料。
上述叠层有机电致发光器件中，
所述电子传输层N1采用Bphen、DPPyA、DPyPA或Alq3；
所述电子传输层N2采用CuPC或ZnPC；
所述电子传输层N3采用PTCBI；
所述电子传输层N4采用厚度为1-100nm、LUMO能级为5.5ev的HAT，或者采用厚度为1-50nm、导带能级为6.0eV的MoO3；
所述空穴传输层采用NPB或TCTA或TAPC。
上述叠层有机电致发光器件中，：所述连接层具有三层所述电子传输层和一层所述空穴传输层，其中
电子传输层N1，采用厚度为1-100nm、LUMO能级为2.5-3.2eV的有机材料掺杂活泼金属；
电子传输层N2，采用厚度为1-3nm、LUMO能级为3.9-4.6eV的有机材料；
电子传输层N3，采用厚度为1-100nm、LUMO能级为5.0-5.6eV的有机材料，或者采用厚度为1-100nm、导带能级为5.5-6.5eV的无机材料；所述电子传输层N3与所述空穴传输层相接触；
所述空穴传输层，采用厚度为1-100nm、HOMO能级不高于5.7eV的有机材料。
上述叠层有机电致发光器件中，
所述电子传输层N1采用Bphen或DPPyA或DPyPA或Alq3；所述电子传输层N1的掺杂剂为活泼金属或者有机金属盐类；
所述电子传输层N2采用NTCDA或PTCBI；
所述电子传输层N3采用厚度为1-100nm、LUMO能级为5.0-5.6eV的HAT，或者采用厚度为1-50nm、导带能级为5.5-6.5eV的MoO3；
所述空穴传输层采用NPB或TCTA或TAPC。
上述叠层有机电致发光器件中，所述连接层具有三层所述电子传输层和一层所述空穴传输层，其中
电子传输层N1，采用Alq3:Li，厚度为1-100nm，其中Alq3的LUMO能级为3.1eV；
电子传输层N2，采用PTCBI，厚度为1-3nm，LUMO能级为4.1eV；
电子传输层N3，采用HAT，厚度为1-100nm，LUMO能级为5.5eV；所述电子传输层N3与所述空穴传输层相接触；
所述空穴传输层采用NPB，厚度1-100nm,HOMO能级为5.4eV。
上述叠层有机电致发光器件中，所述连接层具有三层所述电子传输层和一层所述空穴传输层，其中
电子传输层N1，采用Alq3:Li，厚度为1-100nm，其中Alq3的LUMO能级为3.1eV；
电子传输层N2，采用PTCBI，厚度为1-3nm，LUMO能级为4.1eV；
电子传输层N3，采用MoO3，厚度为1-50nm，导带能级在6.0eV；所述电子传输层N3与所述空穴传输层相接触；
所述空穴传输层，采用TCTA，厚度为1-100nm，HOMO能级在5.7eV。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
①本发明的叠层有机电致发光器件，其连接层具有至少四层结构，包括至少三层电子传输层和一层空穴传输层，通过在电荷分离界面与发光单元层之间设置合适的中间能级层，降低跃迁势垒，降低叠层器件的驱动电压，从而获得较高电流效率，并且提高了功率效率，特别是在设置多层电子传输层时，更利于降低各层之间的能级差，使电子逐层跃迁，提高电子传输效率。
②本发明的叠层有机电致发光器件，其中形成电荷分离界的电子传输层采用LUMO能级高于5.0eV的有机材料，或者导带能级为5.5-6.5eV的无机材料，而形成电荷分离界的空穴传输层采用HOMO能级不高于5.7eV的有机材料。通过对形成电荷分离界的电子传输层和空穴传输层材料、材料能级和厚度的优选，依次引入中间能级，使得叠层器件只需较低的工作电压，即可实现电子层级跃迁，一方面提高了器件的电流效率和发光效率，另一方面也提高了功率效率。
③本发明的叠层有机电致发光器件，通过对连接层中电子传输层和空穴传输层材料以及材料能级、厚度进行优选，使得器件具有较低的成膜温度，制备工艺相对简单。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是现有技术叠层有机电致发光器件的结构示意图；
图2是本发明叠层有机电致发光器件的结构示意图。
具体实施方式
如图2所示，是本发明叠层有机电致发光器件的结构示意图。所述叠层有机电致发光器件包括基板，以及依次形成在所述基板上的阳极层(第一电极层)、若干个发光单元层和阴极层(第二电极层、金属层)，在相邻所述发光单元层之间具有连接层，所述连接层具有至少四层结构，包括至少三层电子传输层和一层空穴传输层，所述电子传输层与所述空穴传输层的厚度分别为1-100nm，所述电子传输层与所述空穴传输层相接触的面为电荷分离界面。形成所述电荷分离界面的所述电子传输层采用LUMO能级高于5.0eV的有机材料，或者采用导带能级为5.5-6.5eV的无机材料；形成所述电荷分离界面的所述空穴传输层采用HOMO能级不高于5.7eV的有机材料。优选的是：形成所述电荷分离界面的所述电子传输层采用LUMO能级为5.0-5.6eV、厚度为1-100nm的有机材料。
所述基板可选择玻璃基片或是柔性基片，其上面具有阳极。
所述阳极层可以采用无机材料或有机导电聚合物，无机材料一般为氧化铟锡、氧化锌、氧化铟锌等金属氧化物或金、铜、银等功函数较高的金属，最优化的选择为氧化铟锡(ITO)，有机导电聚合物优选为聚噻吩/聚乙烯基苯磺酸钠(以下简称PEDOT:PSS)、聚苯胺(以下简称PANI)中的一种材料。
所述阴极层一般采用锂、镁、钙、锶、铝、铟等功函数较低的金属、金属化合物或合金，本发明优选为电子传输层掺杂Li、K、Cs等活泼金属，而该活泼金属优选采用蒸镀碱金属化合物的方法获得。
所述发光单元层主要包括发光层(EL)，所述发光层的颜色不限，可以为红、绿、兰等颜色，也可以为白光器件。器件的所述发光层一般采用小分子材料，可以为荧光材料，如金属有机配合物(如Alq3、Gaq3、Al(Saph-q)或Ga(Saph-q))类化合物，该小分子材料中可掺杂有染料,掺杂浓度为小分子材料的0.01wt﹪～20wt﹪，染料一般为芳香稠环类(如rubrene)、香豆素类(如DMQA、C545T)或双吡喃类(如DCJTB、DCM)化合物中的一种材料，发光层材料也可采用咔唑衍生物如4，4’-N,N’-二咔唑-联苯(CBP)、聚乙烯咔唑(PVK)，该材料中可掺杂磷光染料，如三(2－苯基吡啶)铱(Ir(ppy)3)，二(2－苯基吡啶)(乙酰丙酮)铱(Ir(ppy)2(acac))，八乙基卟啉铂(PtOEP)等。
所述发光单元层的基质材料优选HAT或者为4,4’4”-三(N-3-甲基苯基-N-苯基-氨基)-三苯基胺(m-MTDATA)、4,4’4”-三(N-2-萘基-N-苯基-氨基)-三苯基胺(2-TNATA)。
实施例一
本实施例中，以刻蚀好特定图形的ITO导电玻璃基片作为所述基板,将所述基板放在含清洗液的去离子水中超声波清洗,洗液温度约为60℃,然后用红外烤灯将清洗完的所述基片烤干,放入蒸镀腔室中依次蒸镀所述阳极层、若干所述发光单元层(并在相邻所述发光单元层之间蒸镀所述连接层)以及所述阴极层，蒸镀过程中腔室压强低于1.0×10-3Pa。
器件结构为：
器件1-1:
ITO/NPB(80nm)/EL/N1/N2/P1/EL/Alq3(30nm)/LiF(0.5nm)/Al(150nm)
器件1-2:
ITO/NPB(80nm)/EL/N1/N2/N3/P1/EL/Alq3(30nm)/LiF(0.5nm)/Al(150nm)
器件1-3:
ITO/NPB(80nm)/EL/N1/N2/N3/N4/P1/EL/Alq3(30nm)/LiF(0.5nm)/Al(150nm)
器件1-4：
ITO/NPB(80nm)/EL/N1(30nm)/N2/N3/N4/P1/EL/Alq3(30nm)/LiF(0.5nm)/Al(150nm)
器件1-5：
ITO/NPB(80nm)/EL/N1(50nm)/N2/N3/N4/P1/EL/Alq3(30nm)/LiF(0.5nm)/Al(150nm)
上述器件1-1为现有技术的器件结构，为实施例一的对比例；而器件1-2、器件1-3、器件1-4和器件1-5为本发明所提出的器件结构。下面对上述器件1-1、器件1-2、器件1-3、器件1-4和器件1-5的具体结构及其材料详细说明如下：
器件1-1为现有器件结构，其连接层仅包括两层电子传输层(N1和N2)和一层空穴传输层(P1),即N1/N2/P1层结构，N1/N2/P1层将两个发光单元层(EL)串联起来，两个发光单元层EL为单层发光的Alq3。其中：
电子传输层N1，采用Alq3：1％Li质量比,混合后厚度为30nm，其中Alq3的LUMO能级在3.1eV；
电子传输层N2，采用MoO3，厚度为10nm，导带能级在6.0eV附近；所述电子传输层N2与空穴传输层P1相接触；
空穴传输层P1，采用NPB，厚度为80nm，HOMO能级为5.4eV.
器件1-2的连接层具有三层电子传输层(N1、N2和N3)和一层空穴传输层(P1)，即N1/N2/N3/P1层结构，N1/N2/N3/P1层将两个发光单元层(EL)串联起来，两个发光单元层EL为单层发光的Alq3。其中：
电子传输层N1，采用Alq3:Li，厚度为30nm，其中Alq3的LUMO能级为3.1eV；
电子传输层N2，采用PTCBI，厚度为2nm，LUMO能级可为4.1eV；
电子传输层N3，采用MoO3，厚度为10nm，导带能级在6.0eV；所述电子传输层N3与空穴传输层P1相接触；
空穴传输层P1，采用NPB，厚度为80nm，HOMO能级5.4eV。
注：空穴传输层P1的厚度可根据不同发光颜色对光程需要，相应选择最优厚度。
器件1-3、器件1-4和器件1-5的连接层都有四层电子传输层(N1、N2、N3和N4)和一层空穴传输层(P1)，即N1/N2/N3/N4/P1层结构，N1/N2/N3/N4/P1层将两个发光单元层(EL)串联起来，两个发光单元层EL为单层发光的Alq3。器件1-3、器件1-4和器件1-5的区别在于电子传输层N1的厚度不同。器件1-3、器件1-4和器件1-5中：
电子传输层N1，采用Alq3:Li，器件1-3、器件1-4和器件1-5的N1层厚度分别为10nm、30nm和50nm，其中Alq3的LUMO能级为3.1eV；
电子传输层N2，采用PTCBI，厚度为2nm，LUMO能级为4.1eV；
电子传输层N3，采用PTCDA(perylene-3,4,9,10-tetracarboxylicdianhydride),厚度为1nm，LUMO能级为4.4eV；
电子传输层N4，采用MoO3，厚度为10nm，导带能级为6.0ev；所述电子传输层N4与空穴传输层P1相接触；
空穴传输层P1，采用NPB，厚度为80nm，HOMO能级在5.4eV。
注：器件1-3、器件1-4和器件1-5的电子传输层N1，采用Alq3:Li，优化厚度为10-50nm，其中Alq3的LUMO能级为3.1eV。该层厚度从10-50nm变化时，器件的电流电压特性变化不大，说明该层具有良好的传电子能力。该层厚度会根据光学设计需要，选定特定厚度。
器件1-3、器件1-4和器件1-5的电子传输层N4，厚度在10-50nm间选择，电子传输层N4的厚度对器件的电流电压特性影响不大，但会影响光学特性。可根据发光光程需要，选定厚度。
参数对比表1
在器件1系列中，从器件1-1、器件1-2和器件1-4的对比可以看出，引入多层电子传输层结构，通过中间能级的加入，减小了电子跃迁势垒，有效降低了器件的工作电压，提高器件的流明效率和电流效率。
从器件1-3、器件1-4和器件1-5的对比得出，电子传输层N1的Alq3的厚度为30nm较合适。主要原因是在绿色发光器件中，该厚度更利于光耦合的输出。而在其他颜色发光器件中，电子传输层N1的厚度可做相应优化选择。
实施例二
本实施例的加工过程与实施例一类似。
器件结构为：
器件2-1:
ITO/NPB(80nm)/EL/N1/N2/P1/EL/Alq3(30nm)/LiF(0.5nm)/Al(150nm)
器件2-2:
ITO/NPB(80nm)/EL/N1/N2/N3/P1/EL/Alq3(30nm)/LiF(0.5nm)/Al(150nm)
器件2-3:
ITO/NPB(80nm)/EL/N1/N2/N3/N4/P1/EL/Alq3(30nm)/LiF(0.5nm)/Al(150nm)
上述器件2-1为现有技术的器件结构，为实施例二的对比例；而器件2-2和器件2-3为本发明所提出的器件结构。下面对上述器件2-1、器件2-2和器件2-3的具体结构及其材料详细说明如下：
器件2-1为现有器件结构，其连接层包括两层电子传输层(N1和N2)和一层空穴传输层(P1),即N1/N2/P1层结构，N1/N2/P1层将两个发光单元层串联起来，两个发光单元层EL为单层发光的Alq3。其中：
电子传输层N1，采用Alq3：1％Li质量比，混合后厚度为30nm，其中Alq3的LUMO能级在3.1eV；
电子传输层N2，采用HAT，厚度为5nm，LUMO能级大于5.0eV；所述电子传输层N2与空穴传输层P1相接触；
空穴传输层P1，采用NPB，其HOMO能级为5.4eV，厚度为80nm。
器件2-2的连接层具有三层电子传输层(N1、N2和N3)和一层空穴传输层(P1)，即N1/N2/N3/P1层结构，N1/N2/N3/P1层将两个发光单元层串联起来，两个发光单元层EL为单层发光的Alq3。其中：
电子传输层N1，采用Alq3:Li，厚度为30nm，其中Alq3的LUMO能级为3.1eV；
电子传输层N2，采用PTCBI，厚度为2nm，LUMO能级为4.1eV；
电子传输层N3，采用HAT，厚度为5nm，LUMO能级为5.5eV；所述电子传输层N3与空穴传输层P1相接触；
空穴传输层P1，采用NPB，HOMO能级低于5.7eV,在本实施例中采用HOMO能级在5.4eV，厚度为80nm。
注：空穴传输层P1的厚度可根据不同发光颜色对光程需要，相应选择最优厚度。
器件2-3的连接层具有四层电子传输层(N1、N2、N3和N4)和一层空穴传输层(P1)，即N1/N2/N3/N4/P1层结构，N1/N2/N3/N4/P1层将两个发光单元层(EL)串联起来，两个发光单元层EL为单层发光的Alq3。其中：
电子传输层N1，采用Alq3:Li，厚度为20nm，其中Alq3的LUMO能级为3.1eV；
电子传输层N2，采用PTCBI，厚度为2nm，LUMO能级为4.1eV；
电子传输层N3，采用PTCDA,厚度为1nm，LUMO能级为4.4eV；
电子传输层N4，采用HAT，厚度为5nm，LUMO能级为5.5eV；所述电子传输层N4与空穴传输层P1相接触；
空穴传输层P1，采用NPB，HOMO能级低于5.7eV，在本实施例中采用HOMO能级在5.4eV，厚度为80nm。
注：空穴传输层P1的厚度可根据不同发光颜色对光程需要，相应选择最优厚度。
参数对比表2
从器件2系列与器件1系列的对比可以看出。形成所述电荷分离界面的电子传输层采用HAT材料，相比MoO3，器件的工作电压进一步降低。这主要是因为HAT的能级与NPB相近，电荷更容易在HAT与NPB界面发生分离，且空穴更容易注入到NPB层。同时在该系列器件，同样通过引入中间能级，可以有效的降低器件的工作电压。
实施例三
本实施例的加工过程与实施例一类似。
器件结构为：
器件2-2:
ITO/(NPB80nm)/EL/N1/N2/N3/P1/EL/Alq3(30nm)/LiF(0.5nm)/Al(150nm)
器件2-4:
ITO/(NPB80nm)/EL/N1/N2/N3/P1/EL/Alq3(30nm)/LiF(0.5nm)/Al(150nm)
其中，器件2-2与实施例二相同。
器件2-2的连接层具有三层电子传输层(N1、N2和N3)和一层空穴传输层(P1)，即N1/N2/N3/P1层结构，N1/N2/N3/P1层将两个发光单元层串联起来，两个发光单元层EL为单层发光的Alq3。其中：
电子传输层N1，采用Alq3:Li，厚度为30nm，其中Alq3的LUMO能级为3.1eV；
电子传输层N2，采用PTCBI，厚度为2nm，LUMO能级为4.1eV；
电子传输层N3，采用HAT，厚度为5nm，LUMO能级为5.5eV；所述电子传输层N3与空穴传输层P1相接触；
空穴传输层P1，采用NPB，HOMO能级低于5.7eV，在本实施例中采用HOMO能级在5.4eV，厚度为80nm。
注：空穴传输层P1的厚度可根据不同发光颜色对光程需要，相应选择最优厚度。
器件2-4的连接层具有三层电子传输层(N1、N2和N3)和一层空穴传输层(P1)，即N1/N2/N3/P1层结构，N1/N2/N3/P1层将两个发光单元层串联起来，两个发光单元层EL为单层发光的Alq3。其中：
电子传输层N1，采用Alq3:Li，厚度为30nm，其中Alq3的LUMO能级为3.1eV；
电子传输层N2，采用PTCBI，厚度为5nm，LUMO能级为4.1eV；
电子传输层N3，采用HAT，厚度为5nm，LUMO能级为5.5eV；所述电子传输层N3与空穴传输层P1相接触；
空穴传输层P1，采用NPB，HOMO能级低于5.7eV,在本实施例中采用HOMO能级在5.4eV，厚度为80nm。
注：空穴传输层P1的厚度可根据不同发光颜色对光程需要，相应选择最优厚度。
参数对比表3
从器件2-4与器件2-2的对比可以看出，所述电子传输层N2(PTCBI)层厚度增加，会导致器件电流效率、明流效率的下降。分析认为这主要是因为该层本身有颜色，厚度的增加，会导致该层光吸收，从而导致器件电流效率、明流效率的下降。
因此，器件电子传输层N2的优选厚度为2nm左右。
实施例四
实施例一中为了降低电子向Alq3层注入的电势能，在Alq3层中掺入了活泼金属，但活泼金属制备工艺相对复杂。所以本实施例中，选用LUMO能级在3.2eV的ZnPC，作为电子传输层N2层。如图3所示，器件结构为：
器件4-1:
ITO/NPB(80nm)/EL/N1/N2/P1/EL/Alq3(30nm)/LiF(0.5nm)/Al(150nm)
器件4-2:
ITO/NPB(80nm)/EL/N1/N2/N3/P1/EL/Alq3(30nm)/LiF(0.5nm)/Al(150nm)
器件4-3:
ITO/NPB(80nm)/EL/N1/N2/N3/N4/P1/EL/Alq3(30nm)/LiF(0.5nm)/Al(150nm)
上述器件4-1为现有技术的器件结构，为实施例四的对比例；而器件4-2和器件4-3为本发明所提出的器件结构。下面对上述器件4-1、器件4-2和器件4-3的具体结构及其材料详细说明如下：
器件4-1为现有器件结构，其连接层仅包括两层电子传输层(N1和N2)和一层空穴传输层(P1),即N1/N2/P1层结构，N1/N2/P1层将两个发光单元层(EL)串联起来，两个发光单元层EL为单层发光的Alq3。其中：
电子传输层N1，采用单独的Alq3，厚度为30nm，其中Alq3的LUMO能级在3.1eV；
电子传输层N2，采用MoO3，厚度为5nm，导带能级6.0eV附近；所述电子传输层N2与空穴传输层P1相接触；
空穴传输层P1，采用NPB，其厚度为80nm，HOMO能级为5.4eV。
器件4-2的连接层具有三层电子传输层(N1、N2和N3)和一层空穴传输层(P1)，即N1/N2/N3/P1层结构，N1/N2/N3/P1层将两个发光单元层(EL)串联起来，两个发光单元层EL为单层发光的Alq3。其中：
电子传输层N1，采用单独的Alq3，厚度为30nm，其中Alq3的LUMO能级为3.1eV；
电子传输层N2，采用ZnPC，厚度为2nm，LUMO能级为3.2eV；
电子传输层N3，采用MoO3，厚度为5nm，导带能级在6.0eV；所述电子传输层N3与空穴传输层P1相接触；
空穴传输层P1，采用NPB，厚度为80nm，HOMO能级5.4eV。
注：空穴传输层P1的厚度可根据不同发光颜色对光程需要，相应选择最优厚度。
器件4-3的连接层具有四层电子传输层(N1、N2、N3和N4)和一层空穴传输层(P1)，即N1/N2/N3/N4/P1层结构，N1/N2/N3/N4/P1层将两个发光单元层(EL)串联起来，两个发光单元层EL为单层发光的Alq3。其中：
电子传输层N1，采用Alq3，厚度为30nm，其中Alq3的LUMO能级为3.1eV；
电子传输层N2，采用ZnPC，厚度为2nm，LUMO能级为3.2eV；
电子传输层N3，采用PTCBI,厚度为1nm，LUMO能级为4.1eV；
电子传输层N4，采用MoO3，厚度为5nm，导带能级在6.0ev；所述电子传输层N4与空穴传输层P1相接触；
空穴传输层P1，采用NPB，厚度80nm，HOMO能级在5.4eV。
注：空穴传输层P1的厚度可根据不同发光颜色对光程需要，相应选择最优厚度。
参数对比表1
从器件4系列的对比可以看出，引入多层电子传输层结构，通过中间能级的加入，减小了电子跃迁势垒，有效降低了器件的工作电压，提高器件的流明效率和电流效率。
实施例五
器件5-1的连接层结构具有四层电子传输层(N1、N2、N3和N4)和一层空穴传输层(P1)，即N1/N2/N3/N4/P1层结构，N1/N2/N3/N4/P1层将两个发光单元层(EL)串联起来，两个发光单元层EL为单层发光的Alq3。其中：
电子传输层N1，采用Bphen:Li，厚度为1nm，其中Alq3的LUMO能级为2.5eV；
电子传输层N2，采用NTCDA，厚度为1nm，LUMO能级为3.9eV；
电子传输层N3，采用PTCDA,厚度为3nm，LUMO能级为4.4eV；
电子传输层N4，采用MoO3，厚度为2nm，导带能级在5.5ev；所述电子传输层N4与空穴传输层P1相接触；
空穴传输层P1，采用TCTA，厚度80nm，HOMO能级在5.7eV。
器件5-2的连接层结构具有四层电子传输层(N1、N2、N3和N4)和一层空穴传输层(P1)，即N1/N2/N3/N4/P1层结构，N1/N2/N3/N4/P1层将两个发光单元层(EL)串联起来，两个发光单元层EL为单层发光的Alq3。其中：
电子传输层N1，采用DPPyA:Li，厚度为100nm，其中Alq3的LUMO能级为3.2eV；
电子传输层N2，采用PTCBI，厚度为2nm，LUMO能级为4.3eV；
电子传输层N3，采用PTCDA,厚度为3nm，LUMO能级为4.7eV；
电子传输层N4，采用MoO3，厚度为50nm，导带能级在6.5ev；所述电子传输层N4与空穴传输层P1相接触；
空穴传输层P1，采用TAPC，厚度30nm，HOMO能级在5.5eV。
器件5-3的连接层结构具有四层电子传输层(N1、N2、N3和N4)和一层空穴传输层(P1)，即N1/N2/N3/N4/P1层结构，N1/N2/N3/N4/P1层将两个发光单元层(EL)串联起来，两个发光单元层EL为单层发光的Alq3。其中：
电子传输层N1，采用DPyPA:Li，厚度为30nm，其中Alq3的LUMO能级为3.0eV；
电子传输层N2，采用PTCBI，厚度为5nm，LUMO能级为4.6eV；
电子传输层N3，采用PTCDA,厚度为50nm，LUMO能级为4.4eV；
电子传输层N4，采用HAT，厚度为10nm，导带能级在5.0ev；所述电子传输层N4与空穴传输层P1相接触；
空穴传输层P1，采用TAPC，厚度80nm，HOMO能级在5.5eV。
器件5-4的连接层结构具有四层电子传输层(N1、N2、N3和N4)和一层空穴传输层(P1)，即N1/N2/N3/N4/P1层结构，N1/N2/N3/N4/P1层将两个发光单元层(EL)串联起来，两个发光单元层EL为单层发光的Alq3。其中：
电子传输层N1，采用DPyPA:Li，厚度为50nm，其中Alq3的LUMO能级为3.0eV；
电子传输层N2，采用PTCBI，厚度为5nm，LUMO能级为4.6eV；
电子传输层N3，采用PTCDA,厚度为3nm，LUMO能级为4.4eV；
电子传输层N4，采用HAT，厚度为50nm，导带能级在5.6ev；所述电子传输层N4与空穴传输层P1相接触；
空穴传输层P1，采用TAPC，厚度30nm，HOMO能级在5.5eV。
器件5-5的连接层结构具有四层电子传输层(N1、N2、N3和N4)和一层空穴传输层(P1)，即N1/N2/N3/N4/P1层结构，N1/N2/N3/N4/P1层将两个发光单元层(EL)串联起来，两个发光单元层EL为单层发光的Alq3。其中：
电子传输层N1，采用Alq3:Li，厚度为1nm，其中Alq3的LUMO能级为3.1eV；
电子传输层N2，采用PTCBI，厚度为3nm，LUMO能级为4.1eV；
电子传输层N3，采用PTCDA,厚度为3nm，LUMO能级为4.6eV；
电子传输层N4，采用HAT，厚度为80nm，导带能级在5.5ev；所述电子传输层N4与空穴传输层P1相接触；
空穴传输层P1，采用NPB，厚度10nm，HOMO能级在5.4eV。
器件5-6的连接层结构具有四层电子传输层(N1、N2、N3和N4)和一层空穴传输层(P1)，即N1/N2/N3/N4/P1层结构，N1/N2/N3/N4/P1层将两个发光单元层(EL)串联起来，两个发光单元层EL为单层发光的Alq3。其中：
电子传输层N1，采用Alq3:Li，厚度为30nm，其中Alq3的LUMO能级为3.1eV；
电子传输层N2，采用PTCBI，厚度为1nm，LUMO能级为4.1eV；
电子传输层N3，采用PTCDA,厚度为3nm，LUMO能级为4.4eV；
电子传输层N4，采用HAT，厚度为5nm，导带能级在5.5ev；所述电子传输层N4与空穴传输层P1相接触；
空穴传输层P1，采用NPB，厚度85nm，HOMO能级在5.4eV。
器件5-7的连接层结构具有四层电子传输层(N1、N2、N3和N4)和一层空穴传输层(P1)，即N1/N2/N3/N4/P1层结构，N1/N2/N3/N4/P1层将两个发光单元层(EL)串联起来，两个发光单元层EL为单层发光的Alq3。其中：
电子传输层N1，采用Alq3:Li，厚度为100nm，其中Alq3的LUMO能级为3.1eV；
电子传输层N2，采用PTCBI，厚度为1nm，LUMO能级为4.1eV；
电子传输层N3，采用PTCDA,厚度为3nm，LUMO能级为4.4eV；
电子传输层N4，采用MoO3，厚度为12mnm，导带能级在6.0ev；所述电子传输层N4与空穴传输层P1相接触；
空穴传输层P1，采用NPB，厚度90nm，HOMO能级在5.4eV。
器件5-8的连接层结构具有四层电子传输层(N1、N2、N3和N4)和一层空穴传输层(P1)，即N1/N2/N3/N4/P1层结构，N1/N2/N3/N4/P1层将两个发光单元层(EL)串联起来，两个发光单元层EL为单层发光的Alq3。其中：
电子传输层N1，采用Alq3:Li，厚度为100nm，其中Alq3的LUMO能级为3.1eV；
电子传输层N2，采用PTCBI，厚度为1.5nm或2.5nm，LUMO能级为4.1eV；
电子传输层N3，采用PTCDA,厚度为1nm，LUMO能级为4.4eV；
电子传输层N4，采用MoO3，厚度为10nm，导带能级在6.0ev；所述电子传输层N4与空穴传输层P1相接触；
空穴传输层P1，采用NPB，厚度10nm，HOMO能级在5.4eV。
器件5-9的连接层结构具有四层电子传输层(N1、N2、N3和N4)和一层空穴传输层(P1)，即N1/N2/N3/N4/P1层结构，N1/N2/N3/N4/P1层将两个发光单元层(EL)串联起来，两个发光单元层EL为单层发光的Alq3。其中：
电子传输层N1，采用Alq3:Li，厚度为100nm，其中Alq3的LUMO能级为3.1eV；
电子传输层N2，采用PTCBI，厚度为1.5nm或2.5nm，LUMO能级为4.1eV；
电子传输层N3，采用PTCDA,厚度为1nm，LUMO能级为4.4eV；
电子传输层N4，采用HAT，厚度为10nm或50nm，LUMO能级为5.5eV；所述电子传输层N4与空穴传输层P1相接触；
空穴传输层P1，采用NPB，厚度80nm或40nm，HOMO能级在5.4eV。
器件5-10的连接层结构具有四层电子传输层(N1、N2、N3和N4)和一层空穴传输层(P1)，即N1/N2/N3/N4/P1层结构，N1/N2/N3/N4/P1层将两个发光单元层(EL)串联起来，两个发光单元层EL为单层发光的Alq3。其中：
电子传输层N1，采用Bphen，厚度为100nm，LUMO能级为2.5eV或3.2eV；
电子传输层N2，采用CuPC，厚度为10nm，LUMO能级为3.0eV或4.0eV；
电子传输层N3，采用PTCBI,厚度为2nm，LUMO能级为4.6eV；
电子传输层N4，采用HAT，厚度为5nm或80nm，LUMO能级为5.5eV；所述电子传输层N4与空穴传输层P1相接触；
空穴传输层P1，采用TCTA，厚度85nm或10nm，HOMO能级在5.7eV。
器件5-11的连接层结构具有四层电子传输层(N1、N2、N3和N4)和一层空穴传输层(P1)，即N1/N2/N3/N4/P1层结构，N1/N2/N3/N4/P1层将两个发光单元层(EL)串联起来，两个发光单元层EL为单层发光的Alq3。其中：
电子传输层N1，采用DPPyA，厚度为100nm或1nm，LUMO能级为2.5eV或3.2eV；
电子传输层N2，采用CuPC，厚度为1nm或100nm，LUMO能级为3.0eV或4.0eV；
电子传输层N3，采用PTCBI,厚度为2nm，LUMO能级为4.7eV；
电子传输层N4，采用MoO3，厚度为2nm或20nm，导带能级为5.5eV；所述电子传输层N4与空穴传输层P1相接触；
空穴传输层P1，采用TAPC，厚度28nm或10nm，HOMO能级在5.4eV。
器件5-11的连接层结构具有四层电子传输层(N1、N2、N3和N4)和一层空穴传输层(P1)，即N1/N2/N3/N4/P1层结构，N1/N2/N3/N4/P1层将两个发光单元层(EL)串联起来，两个发光单元层EL为单层发光的Alq3。其中：
电子传输层N1，采用DPyPA，厚度为100nm或1nm，LUMO能级为2.5eV或3.2eV；
电子传输层N2，采用CuPC，厚度为1nm或100nm，LUMO能级为3.0eV或4.0eV；
电子传输层N3，采用PTCBI,厚度为3nm，LUMO能级为4.1eV；
电子传输层N4，采用MoO3，厚度为20nm，导带能级为6.5eV；所述电子传输层N4与空穴传输层P1相接触；
空穴传输层P1，采用TAPC，厚度10nm，HOMO能级在5.4eV。
器件5-12的连接层结构具有三层电子传输层(N1、N2和N3)和一层空穴传输层(P1)，即N1/N2/N3/P1层结构，N1/N2/N3/P1层将两个发光单元层(EL)串联起来，两个发光单元层EL为单层发光的Alq3。其中：
电子传输层N1，采用Bphen：Li，厚度为100nm或1nm，其中Bphen的LUMO能级为2.5eV或3.2eV；
电子传输层N2，采用NTCDA，厚度为1nm或3nm，LUMO能级为3.9eV或4.6eV；
电子传输层N3，采用MoO3，厚度为1nm或100nm，导带能级为5.5eV或6.5eV；所述电子传输层N4与空穴传输层P1相接触；
空穴传输层P1，采用TCTA，厚度10nm，HOMO能级在5.4eV。
器件5-13的连接层结构具有三层电子传输层(N1、N2和N3)和一层空穴传输层(P1)，即N1/N2/N3/P1层结构，N1/N2/N3/P1层将两个发光单元层(EL)串联起来，两个发光单元层EL为单层发光的Alq3。其中：
电子传输层N1，采用DPPyA：Li，厚度为100nm或1nm，其中DPPyA的LUMO能级为2.5eV或3.2eV；
电子传输层N2，采用NTCDA，厚度为1nm或3nm，LUMO能级为3.9eV或4.6eV；
电子传输层N3，采用HAT，厚度为1nm或100nm，导带能级为5.0eV或5.6eV；所述电子传输层N4与空穴传输层P1相接触；
空穴传输层P1，采用TAPC，厚度10nm，HOMO能级在5.4eV。
器件5-14的连接层结构具有三层电子传输层(N1、N2和N3)和一层空穴传输层(P1)，即N1/N2/N3/P1层结构，N1/N2/N3/P1层将两个发光单元层(EL)串联起来，两个发光单元层EL为单层发光的Alq3。其中：
电子传输层N1，采用DPyPA：Li，厚度为100nm或1nm，其中DPyPA的LUMO能级为2.5eV或3.2eV；
电子传输层N2，采用PTCBI，厚度为1nm或3nm，LUMO能级为3.9eV或4.6eV；
电子传输层N3，采用HAT，厚度为1nm或100nm，导带能级为5.5eV；所述电子传输层N4与空穴传输层P1相接触；
空穴传输层P1，采用NPB，厚度10nm，HOMO能级在5.4eV。
器件5-15的连接层结构具有三层电子传输层(N1、N2和N3)和一层空穴传输层(P1)，即N1/N2/N3/P1层结构，N1/N2/N3/P1层将两个发光单元层(EL)串联起来，两个发光单元层EL为单层发光的Alq3。其中：
电子传输层N1，采用Alq3：Li，厚度为50nm或1nm，其中Alq3的LUMO能级为3.1eV；
电子传输层N2，采用PTCBI，厚度为1nm或3nm，LUMO能级为4.1eV；
电子传输层N3，采用HAT，厚度为1nm或100nm，导带能级为5.5eV；所述电子传输层N4与空穴传输层P1相接触；
空穴传输层P1，采用NPB，厚度40nm，HOMO能级在5.4eV。
器件5-16的连接层结构具有三层电子传输层(N1、N2和N3)和一层空穴传输层(P1)，即N1/N2/N3/P1层结构，N1/N2/N3/P1层将两个发光单元层(EL)串联起来，两个发光单元层EL为单层发光的Alq3。其中：
电子传输层N1，采用Alq3：Li，厚度为50nm或1nm，其中Alq3的LUMO能级为3.1eV；
电子传输层N2，采用PTCBI，厚度为1nm或3nm，LUMO能级为4.1eV；
电子传输层N3，采用MoO3，厚度为1nm或50nm，导带能级为6.0eV；所述电子传输层N4与空穴传输层P1相接触；
空穴传输层P1，采用TCTA，厚度10nm或100nm，HOMO能级在5.4eV。
在其他实施例中，按照绿色发光器件连接层总厚度要求，连接层还可根据需要设置为包括五层、六层等(i层，i为自然数，如图2所示)电子传输层和一层空穴传输层。另外，连接层中各电子传输层和空穴传输层的厚度不限于以上实施例的限定，各电子传输层和空穴传输层的厚度可根据光耦合输出的情况进行合理选择，只要使连接层的总厚度满足绿色发光器件的要求即可。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (2)

1.一种叠层有机电致发光器件，包括基板，以及依次形成在所述基板上的阳极层、若干个发光单元层和阴极层；在相邻所述发光单元层之间具有连接层，所述连接层具有四层所述电子传输层和一层所述空穴传输层，所述电子传输层与所述空穴传输层相接触的面为电荷分离界面，
形成所述电荷分离界面的所述电子传输层采用LUMO能级高于5.0eV的有机材料，或者采用导带能级为5.5-6.5eV的无机材料；
形成所述电荷分离界面的所述空穴传输层采用HOMO能级不高于5.7eV的有机材料；
其特征在于：其中
电子传输层N1，采用厚度为1-100nm、LUMO能级在2.5-3.2eV的有机材料层；
电子传输层N2，采用厚度为1-100nm、LUMO能级在3.0-4.0eV的有机材料；
电子传输层N3，采用厚度为1-100nm、LUMO能级为4.1-4.7eV的有机材料；
电子传输层N4，采用厚度为1-100nm、LUMO能级为5.0-5.6eV的有机材料，或者采用厚度为1-100nm、导带能级为5.5-6.5eV的无机材料；所述电子传输层N4与所述空穴传输层相接触；
所述空穴传输层，采用厚度为1-100nm、HOMO能级低于5.7eV的有机材料。
2.根据权利要求1所述的叠层有机电致发光器件，其特征在于：
所述电子传输层N1采用Bphen、DPPyA、DPyPA或Alq3；
所述电子传输层N2采用CuPC或ZnPC；
所述电子传输层N3采用PTCBI；
所述电子传输层N4采用厚度为1-100nm、LUMO能级为5.5ev的HAT，或者采用厚度为1-50nm、导带能级为6.0eV的MoO3；
所述空穴传输层采用NPB或TCTA或TAPC。
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