本發明涉及包括有機發射裝置的發射裝置,包括等離激元磷光有機發光裝置(pholed)的發射裝置,以及用于制造所述發射裝置的技術。
背景技術:
1、出于許多原因,利用有機材料的光電裝置變得越來越受歡迎。用于制造所述裝置的許多材料相對較為便宜,因此有機光電裝置具有優于無機裝置的成本優勢的潛力。另外,有機材料的固有性質(例如其柔性)可以使其較適用于特定應用,如在柔性襯底上的制造。有機光電裝置的實例包括有機發光二極管/裝置(oled)、有機光電晶體管、有機光伏電池和有機光電檢測器。對于oled,有機材料可以具有優于常規材料的性能優勢。舉例來說,有機發射層發射光所處的波長通??梢杂眠m當的摻雜劑容易地調節。
2、oled利用有機薄膜,其在電壓施加于裝置上時會發射光。oled正成為用于如平板顯示器、照明和背光的應用中的日益受關注的技術。若干oled材料和配置描述于美國專利案第5,844,363號、第6,303,238號和第5,707,745號中,其以全文引用的方式并入本文中。
3、能夠磷光發射的磷光分子的一個應用是全色顯示器。針對此類顯示器的行業標準需要適合于發射特定顏色(稱為“飽和”色)的像素。具體來說,這些標準需要飽和紅色、綠色和藍色像素?;蛘?,oled可經設計以發射白光。在常規液晶顯示器中,使用吸收濾光器過濾來自白色背光的發射以產生紅色、綠色和藍色發射。相同技術也可以用于oled。白色oled可以是單一eml裝置或堆疊結構??梢允褂盟鶎兕I域中所熟知的cie坐標來測量顏色。能夠磷光發射的磷光分子的另一應用是制造被配置成發射單色、白色或色彩可調光的照明或光照面板。
4、如本文中所用,術語“有機”包括可以用于制造有機光電裝置的聚合材料和小分子有機材料。“小分子”是指不是聚合物的任何有機材料,并且“小分子”可能實際上相當大。在某些情況下,小分子可能包括重復單元。例如,使用長鏈烷基作為取代基不會將分子從“小分子”類別中移除。小分子也可以并入到聚合物中,例如作為聚合物主鏈上的側基或作為主鏈的一部分。小分子也可以作為樹枝狀聚合物的核心部分,所述樹枝狀聚合物由一系列建立在核心部分上的化學殼組成。樹枝狀聚合物的核心部分可以是熒光或磷光小分子發射體。樹枝狀聚合物可以是“小分子”,并且認為當前在oled領域中使用的所有樹枝狀聚合物都是小分子。
5、如本文所用,“頂部”意指離襯底最遠,而“底部”意指最靠近襯底。在第一層被描述為“安置于”第二層“上方”的情況下,第一層被安置于離基板較遠處。除非規定第一層“與”第二層“接觸”,否則第一與第二層之間可以存在其它層。舉例來說,即使陰極和陽極之間存在各種有機層,仍可以將陰極描述為“安置于”陽極“上方”。
6、如本文所用,“溶液可處理”意指能夠以溶液或懸浮液的形式在液體介質中溶解、分散或傳輸和/或從液體介質沉積。
7、當認為配體直接促成發射材料的光敏性質時,所述配體可以被稱為“光敏性的”。當認為配體并不促成發射材料的光敏性質時,所述配體可以被稱為“輔助性的”,但輔助性配體可以改變光敏性配體的性質。
8、如本文所用,并且如所屬領域的技術人員通常將理解,如果第一能級較接近真空能級,那么第一“最高占用分子軌道”(highest?occupied?molecular?orbital,homo)或“最低未占用分子軌道”(lowest?unoccupied?molecular?orbital,lumo)能級“大于”或“高于”第二homo或lumo能級。由于將電離電位(ip)測量為相對于真空能級的負能量,因此較高homo能級對應于具有較小絕對值的ip(較不負(less?negative)的ip)。類似地,較高lumo能級對應于具有較小絕對值的電子親和性(ea)(較不負的ea)。在頂部是真空能級的常規能級圖上,材料的lumo能級高于相同材料的homo能級。“較高”homo或lumo能級表現為比“較低”homo或lumo能級更靠近這個圖的頂部。
9、如本文所用,并且如所屬領域的技術人員通常將理解,如果第一功函數具有較高絕對值,那么第一功函數“大于”或“高于”第二功函數。因為通常將功函數測量為相對于真空能級的負數,所以這意指“較高”功函數是更負的(more?negative)。在頂部是真空能級的常規能級圖上,“較高”功函數經說明為在向下方向上離真空能級較遠。因此,homo和lumo能級的定義遵循與功函數不同的定則。
10、本文可以參考層、材料、區和裝置發射的光的顏色來對它們進行描述。一般來說,如本文所用,描述為產生特定顏色的光的發射區域可以包括一或多個呈堆疊方式安置在彼此上方的發射層。
11、如本文所用,“紅色”層、材料、區域或裝置是指在約580-700nm的范圍內發射光或其發射光譜在所述區域中具有最高峰的層、材料、區域或裝置。類似地,“綠色”層、材料、區或裝置是指發射或具有峰值波長在約500-600nm范圍內的發射光譜的層、材料、區或裝置;“藍色”層、材料或裝置是指發射或具有峰值波長在約400-500nm范圍內的發射光譜的層、材料或裝置;“黃色”層、材料、區或裝置是指具有峰值波長在約540-600nm范圍內的發射光譜的層、材料、區或裝置;“青色”層、材料或裝置是指發射或具有峰值波長在約490-520nm范圍內的發射光譜的層、材料或裝置;且“橙色”層、材料或裝置是指發射或具有峰值波長在約570-620nm范圍內的發射光譜的層、材料或裝置。在一些布置中,單獨區域、層、材料、區域或裝置可以提供單獨的“深藍色”和“淺藍色”光。如本文中所用,在提供單獨的“淺藍色”和“深藍色”分量的布置中,“深藍色”分量是指峰值發射波長比“淺藍色”分量的峰值發射波長小至少約4nm的分量。通常,“淺藍色”分量的峰值發射波長在約465nm到500nm范圍內,且“深藍色(deep?blue)”或“暗藍色(dark?blue)”分量的峰值發射波長在約400nm到470nm范圍內,但是對于一些配置來說這些范圍可以變化?!皽\綠色”分量的峰值發射波長在約520nm到560nm范圍內,且“深綠色(deep?green)”或“暗綠色(dark?green)”分量的峰值發射波長在約500nm到520nm范圍內,但是對于一些配置來說這些范圍可以變化。近紅外(nearinfrared,“nir”)分量的峰值發射波長在約700到1800nm范圍內。類似地,顏色改變層是指將另一顏色的光轉換或修改成具有指定用于所述顏色的波長的光的層。舉例來說,“紅色”濾色片是指形成具有在約580-700nm范圍內的波長的光的濾色片。一般來說,存在兩類顏色改變層:通過去除光的非所需波長修改光譜的濾色片,以及將較高能量的光子轉換成較低能量的顏色改變層?!邦伾摹狈至渴侵冈诩せ罨蚴褂脮r產生或以其它方式發射具有如先前所述的特定顏色的光的分量。舉例來說,“第一顏色的第一發射區域”和“不同于第一顏色的第二顏色的第二發射區域”描述當在裝置內激活時發射如先前所述的兩種不同顏色的兩個發射區域。
12、如本文所用,發射材料、層和區域可基于由所述材料、層或區域最初產生的光譜,而不是由相同或不同結構最終發射的光彼此區分開,并與其它結構區分開。初始光產生通常是導致光子發射的能級變化的結果。舉例來說,有機發射材料可初始地產生藍光,所述藍光可通過濾色片、量子點或其它結構轉換成紅光、綠光或黃光,使得完整的發射堆疊或子像素發射紅光、綠光或黃光。在此情況下,初始發射材料或層可被稱為“藍色”分量,即使子像素為“紅色”、“綠色”或“黃色”分量。
13、在一些情況下,可優選地根據1931cie坐標描述分量的顏色,如發射區域、子像素、顏色改變層等的顏色。舉例來說,黃色發射材料可具有多個峰值發射波長,一個在“綠色”區域的邊緣中或附近,且一個在“紅色”區域的邊緣內或附近,如先前所描述。因此,如本文中所用,每一顏色項還對應于1931cie坐標顏色空間中的形狀。1931cie顏色空間中的形狀是通過跟隨兩個顏色點與任何其它內部點之間的軌跡構造的。例如,可如下所示地定義紅色、綠色、藍色和黃色的內部形狀參數:
14、
15、關于oled的更多細節和上文所述的定義可見于美國專利第7,279,704號中,所述專利以全文引用的方式并入本文中。
技術實現思路
1、根據一個實施例,還提供一種有機發光二極管/裝置(oled)。oled可以包括陽極、陰極和安置在陽極與陰極之間的有機層。根據一個實施例,所述有機發光裝置并入一或多種選自消費型產品、電子組件模塊和/或照明面板的裝置中。
2、根據一個實施例,裝置可以包括具有陽極和厚度為約5-100nm的陰極的等離激元磷光有機發光裝置(pholed)。所述裝置可以包括安置于陽極與陰極之間并且被配置成產生激子的發射堆疊,所述發射堆疊具有磷光第一發射層,所述磷光第一發射層包含有機磷光第一發射材料。所述裝置可包括增強層,其包含展現表面等離激元共振的等離激元材料,所述等離激元材料至少非輻射地耦合到有機磷光第一發射材料并將激發態能量從第一發射材料轉移到等離激元材料的非輻射模式。所述裝置可以被配置成對于施加到所述裝置的每2.26mw/cm2的操作功率產生小于1℃的溫度上升。
3、增強層的等離激元材料可展現表面等離激元共振,至少非輻射地耦合到磷光第一發射材料并將激發態能量從第一發射材料轉移到等離激元材料的表面等離激元共振。
4、常見增強層可以安置在與有機磷光第一發射材料相距小于閾值距離的位置。
5、增強層可以安置在與有機磷光第一發射材料相距小于閾值距離的位置。有機磷光第一發射材料可具有總非輻射衰減速率常數總輻射衰減速率常數歸因于所述增強層的總非輻射衰減速率常數和歸因于所述增強層的總輻射衰減速率常數增強層安置在與磷光第一發射層相距不超過閾值距離的位置。閾值距離是滿足以下條件時的距離
6、
7、在裝置中,inc*outc>1-inc,其中inc可以是在發射堆疊的至少一個發射層中產生的耦合到陰極中的一或多個等離激元模式的激子的分數,并且outc可以是以發射到發射堆疊外部的光子形式出耦的等離激元的分數。
8、在裝置中,inc可以是來自耦合到陰極中的等離激元模式的發射堆疊的發射層的激子數目除以發射堆疊的發射層中的激子總數,并且outc可以是出耦到發射堆疊外部的光子的等離激元數目除以發射堆疊的發射層中的激子總數。
9、裝置的陰極可以包括ag膜,其中陰極的厚度為5nm-45nm。
10、裝置可以被配置成在以11.4mw/cm2或13.6mw/cm2的功率密度操作時,產生不超過5℃的操作溫度上升。
11、裝置可以是顯示器,并且等離激元pholed可以被配置成對于顯示器亮度增加268尼特或顯示器亮度增加320尼特的亮度,具有不超過1℃的操作溫度上升。
12、裝置可以包括出耦層。
13、裝置可以是顯示器并可以被配置成以大于1,340尼特、大于1,400尼特、大于1,500尼特和/或大于1,600尼特的白點亮度操作。
14、裝置的發射堆疊可以包括至少兩個安置在彼此上方的發射層。
15、裝置可以具有inc≥80%,其中inc可以是在發射堆疊的至少一個發射層中產生的耦合到陰極中的一或多個等離激元模式的激子的分數。
16、裝置可以具有inc≥60%,其中inc可以是在發射堆疊的至少一個發射層中產生的耦合到陰極中的一或多個等離激元模式的激子的分數。
17、發射堆疊可以被配置成具有發射堆疊內部的第一峰值光子密度,其在裝置發光時低于發射堆疊外部的第二峰值光子密度。發射堆疊內部的第一峰值光子密度可以比發射堆疊外部的第二峰值光子密度的一半低。
18、裝置的等離激元pholed的外部量子效率可以大于35%。
19、裝置的至少一個發射層的第一發射層可以具有選自由以下組成的群組的激發態持續時間:小于預定激發態壽命值的20%、25%、30%、35%、40%、45%、小50%、55%或60%。
20、被配置成外部量子效率大于35%的等離激元pholed在激發態壽命方面的差異小于預定激發態壽命值的20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%及/或60%。
21、等離激元pholed的發射堆疊可以具有至少第一側和第二側,其中裝置可以被配置成從第一側發光且可以被配置成具有光的朗伯發射輪廓(lambertian?emissionprofile)。
22、發射堆疊的陽極可以是透明的。裝置可具有在可見光譜上大于40%或大于60%的光學透明度。
23、發射堆疊的陽極可以是反射性的。
24、裝置的等離激元pholed可以具有大于35%的外部量子效率,且具有大于60%的來自至少一個發射層的激子到陰極中的等離激元模式的入耦。裝置的陽極可以是反射性的。
25、裝置可以是照明面板和/或全色顯示器。
26、裝置的陰極的厚度可為5-200nm、5-150nm、5-100nm、5-75nm、5-60nm、5-45nm、15-45nm和/或25-35nm。
27、裝置可以被配置成對于施加到裝置的每2.72mw/cm2的操作功率產生小于1℃的溫度上升。
28、根據一個實施例,消費型電子裝置可以包括具有陽極和厚度為約5-100nm的陰極的等離激元磷光有機發光裝置(pholed)。消費型電子裝置可以包括安置于陽極與陰極之間并被配置成產生激子的發射堆疊,所述發射堆疊具有磷光第一發射層,所述磷光第一發射層包含有機磷光第一發射材料。消費型電子裝置可以包括增強層,其包含展現表面等離激元共振的等離激元材料,所述等離激元材料至少非輻射地耦合到有機磷光第一發射材料并將激發態能量從第一發射材料轉移到等離激元材料的非輻射模式。消費型電子裝置可以被配置成對于施加到裝置的每2.26mw/cm2的操作功率產生小于1℃的溫度上升。
29、消費型電子裝置可為以下中的至少一者:平板顯示器、曲面顯示器、計算機監視器、醫療監視器、電視機、告示牌、用于內部或外部照明和/或發信號的燈、平視顯示器、全透明或部分透明的顯示器、柔性顯示器、可卷曲顯示器、可折疊顯示器、可拉伸顯示器、激光打印機、電話、蜂窩電話、平板電腦、平板手機、個人數字助理(pda)、可佩戴裝置、膝上型計算機、數碼相機、攝像機、取景器、對角線小于2英寸的微型顯示器、3d顯示器、虛擬現實或增強現實顯示器、交通工具、車載顯示器、包含多個平鋪在一起的顯示器的視頻墻、劇院或體育館屏幕和/或指示牌。