電致發(fā)光裝置及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】在一方面，本文描述了光電子裝置。在一些實(shí)施方式中，本文描述的光電子裝置包括輻射透射第一電極、第二電極、布置在第一電極和第二電極之間的發(fā)光有機(jī)層、布置在發(fā)光有機(jī)層和第一電極和/或第二電極之間的介電層、和布置在發(fā)光有機(jī)層的光路上的磷光體層，其中發(fā)光有機(jī)層包括單態(tài)發(fā)射極相和三態(tài)發(fā)射極相。
【專利說明】電致發(fā)光裝置及其應(yīng)用
[0001]相關(guān)申請數(shù)據(jù)
[0002]根據(jù)35U.S.C.§ 119(e)，本申請要求2012年I月27日提交的美國臨時(shí)專利申請61/591，721和2012年7月12日提交的國際申請PCT/US12/46412的優(yōu)選權(quán)，其二者整體通過引用結(jié)合于此。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及光電子裝置，并且具體地涉及發(fā)光光電子裝置。

【背景技術(shù)】
[0004]有機(jī)薄膜因?yàn)槠湓谥T如有機(jī)發(fā)光器件(OLED)、光伏器件和有機(jī)光探測器的光電子裝置中的應(yīng)用而被大量研究。
[0005]因?yàn)樵S多原因，基于有機(jī)材料(包括有機(jī)膜)的光電子裝置在各種各樣的應(yīng)用中正變得越來越可取。例如，與它們的無機(jī)對應(yīng)物相比，用來構(gòu)建有機(jī)光電子裝置的材料相對便宜，從而與用無機(jī)材料生產(chǎn)的光電子裝置相比提供了成本優(yōu)勢。此外，有機(jī)材料提供了期望的物理性能(例如，柔性)，這允許它們在不適合使用剛性無機(jī)材料的應(yīng)用中使用。
[0006]然而，當(dāng)前基于發(fā)光有機(jī)材料的器件有一些缺陷而限制了它們在某些領(lǐng)域中的應(yīng)用。例如，一些發(fā)光聚合物在相對較低的電場下具有擊穿電壓，這限制了一些器件的電荷注入和壽命。此外，一些有機(jī)材料和器件結(jié)構(gòu)需要復(fù)雜和/或昂貴的制造方法以獲得足夠薄的膜發(fā)光材料以用于發(fā)光應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在一個(gè)方面，本文中描述了光電子裝置。在一些實(shí)施方式中，本文所描述的光電子裝置包括第一電極、第二電極和布置于第一電極與第二電極之間的發(fā)光有機(jī)層。在一些實(shí)施方式中，第一電極和/或第二電極是輻射透射的。如本文中進(jìn)一步描述的，發(fā)光有機(jī)層可表現(xiàn)出多種構(gòu)造。
[0008]在一些實(shí)施方式中，在發(fā)光有機(jī)層和第一電極之間配置有電絕緣層或介電層。在一些實(shí)施方式中，在發(fā)光層和第二電極之間配置有介電層。在一些實(shí)施方式中，第一介電層位于第一電極和發(fā)光層之間，且第二介電層位于第二電極和發(fā)光層之間。當(dāng)在發(fā)光有機(jī)層與第一電極和/或第二電極之間配置一個(gè)或多個(gè)介電層時(shí)，該光電子裝置可以是場致聚合物電致發(fā)光器件(FIPEL)?？商鎿Q地，在一些實(shí)施方式中，其中，在發(fā)光有機(jī)層與第一和/或第二電極之間未配置介電層，該光電子裝置為有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)。
[0009]在一個(gè)方面，本文描述的光電子裝置包括輻射透射第一電極(輻射可透過性第一電極，radiat1n transmissive first electrode)、第二電極、置于第一電極和第二電極之間的發(fā)光有機(jī)層、置于發(fā)光有機(jī)層和福射透射(福射可透過性，radiat1n transmissive)第一電極和/或第二電極之間的介電層、和置于發(fā)光有機(jī)層的光路中的磷光體(突光體，phosphor)層。
[0010]在另一個(gè)方面，本文描述的光電子裝置包括輻射透射第一電極、第二電極和布置于第一電極與第二電極之間的發(fā)光復(fù)合有機(jī)層，包括單態(tài)發(fā)射極相和三態(tài)發(fā)射極相的發(fā)光復(fù)合有機(jī)層。介電層布置于發(fā)光有機(jī)層與第一電極或第二電極之間。此外，第一電荷傳輸層也可以布置于發(fā)光復(fù)合有機(jī)層和第一電極之間。第一電荷傳輸層可以是空穴傳輸層(holetransport layer)或者電子傳輸層。在一些實(shí)施方式中，第一電荷傳輸層可以直接沉積在第一電極上?？商娲兀谝浑姾蓚鬏攲涌梢猿练e在介電層上，覆蓋第一電極。在一些實(shí)施方式中，第二電荷傳輸層布置于發(fā)光復(fù)合有機(jī)層和第二電極之間。第二電荷傳輸層可以用來降低用于將電子注入至發(fā)光層的第二電極的功函數(shù)。此外，光電子裝置可以進(jìn)一步包括布置于發(fā)光復(fù)合有機(jī)層光路中的磷光體層。
[0011]在另一方面，光電子裝置包括第一電極、第二電極和布置于第一電極與第二電極之間的發(fā)光復(fù)合有機(jī)層，發(fā)光復(fù)合有機(jī)層包括置于非共軛聚合物基質(zhì)(polymeric host)中的發(fā)光相。在一些實(shí)施方式中，發(fā)光相包括共軛聚合物、半導(dǎo)體聚合物、小分子或納米顆?；蛩鼈兊幕旌衔?。此外，在一些實(shí)施方式中，在發(fā)光復(fù)合層與第一和/或第二電極之間配置有介電層。第一和/或第二電極可以是輻射透射的。
[0012]在另一方面，光電子裝置包括輻射透射第一電極、第二電極和布置于第一電極和第二電極之間的發(fā)光復(fù)合有機(jī)層，發(fā)光復(fù)合有機(jī)層包括單態(tài)發(fā)射極相、三態(tài)發(fā)射極相和納米顆粒相，其中三態(tài)發(fā)射極相分散于單態(tài)發(fā)射極相中。
[0013]在另一方面，本文中描述了制備光電子裝置的方法。在一些實(shí)施方式中，一種制造光電子裝置的方法包括提供第一電極、提供第二電極和在該第一電極和該第二電極之間布置有機(jī)發(fā)光層。如本文中進(jìn)一步描述的，發(fā)光層可表現(xiàn)出多種構(gòu)造。在一些實(shí)施方式中，第一電極和/或第二電極是輻射透射的。此外，在一些實(shí)施方式中，本文描述的方法進(jìn)一步包括在第一電極和發(fā)光有機(jī)層之間布置介電層、或者在第二電極和發(fā)光有機(jī)層之間布置介電層。在一些實(shí)施方式中，在發(fā)光有機(jī)層和第一電極之間布置第一介電層，并且在第二電極和發(fā)光有機(jī)層之間布置第二介電層。此外，在一些實(shí)施方式中，本文描述的方法進(jìn)一步包括在發(fā)光層和第一電極和/或第二電極之間布置電荷傳輸層。在一些實(shí)施方式中，本文描述的方法進(jìn)一步包括在發(fā)光層的光路中布置磷光體層。
[0014]在一些實(shí)施方式中，制造光電子裝置的方法包括在非共軛聚合物基質(zhì)中布置發(fā)光相以提供發(fā)光復(fù)合層并且將該發(fā)光復(fù)合層布置在第一電極和第二電極之間。在一些實(shí)施方式中，第一電極和/或第二電極是輻射透射的。在一些實(shí)施方式中，發(fā)光相包括共軛聚合物、半導(dǎo)體聚合物、小分子或納米顆?；蛩鼈兊幕旌衔?。另外，在一些實(shí)施方式中，在發(fā)光復(fù)合層與第一和/或第二電極之間配置有介電層或電絕緣層。
[0015]這些及其它實(shí)施方式在以下的詳細(xì)說明中進(jìn)行了更加詳細(xì)的描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1描繪了根據(jù)本文描述的一個(gè)實(shí)施方式的光電子裝置的截面圖(剖視圖)。
[0017]圖2描繪了根據(jù)本文描述的一個(gè)實(shí)施方式的光電子裝置的截面圖。
[0018]圖3描繪了根據(jù)本文描述的一個(gè)實(shí)施方式的光電子裝置的截面圖。
[0019]圖4描繪了根據(jù)本文描述的一個(gè)實(shí)施方式的光電子裝置的截面圖。
[0020]圖5描繪了根據(jù)本文描述的一個(gè)實(shí)施方式的光電子裝置的截面圖。
[0021]圖6描繪了根據(jù)本文描述的一個(gè)實(shí)施方式的光電子裝置的截面圖。
[0022]圖7描繪了根據(jù)本文描述的一個(gè)實(shí)施方式的光電子裝置的截面圖。
[0023]圖8描繪了根據(jù)本文描述的一些實(shí)施方式的一系列具有不同介電層厚度的光電子裝置的頻率-依賴性亮度。
[0024]圖9描繪了根據(jù)本文描述的一些實(shí)施方式的一系列具有不同介電層厚度的光電子裝置的頻率-依賴性亮度。
[0025]圖10描繪了本文描述的一個(gè)實(shí)施方式中根據(jù)變化的工作電壓和電場頻率的FIPEL裝置的亮度。
[0026]圖11描繪了本文描述的一個(gè)實(shí)施方式中根據(jù)變化的工作電壓和電場頻率的FIPEL裝置的亮度。
[0027]圖12描繪了根據(jù)本文描述的一個(gè)實(shí)施方式的FIPEL裝置的電致發(fā)光特性。
[0028]圖13描繪了根據(jù)本文描述的一個(gè)實(shí)施方式的光電子裝置的透視圖。
[0029]圖14描繪了根據(jù)本文描述的一個(gè)實(shí)施方式的一系列FIPEL裝置的光發(fā)射譜。
[0030]圖15描繪了用于圖14的FIPEL裝置的CIE色度圖。
[0031]圖16描繪了根據(jù)本文描述的一些實(shí)施方式的一系列光電子裝置的電流-電壓特性。
[0032]圖17描繪了根據(jù)本文描述的一些實(shí)施方式的一系列光電子裝置的光發(fā)射譜。
[0033]圖18描繪了根據(jù)本文描述的一些實(shí)施方式的一系列光電子裝置的光發(fā)射譜。
[0034]圖19描繪了根據(jù)本文描述的一些實(shí)施方式的光電子裝置的透視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0035]通過參照下列詳細(xì)說明、實(shí)施例和附圖可以更加容易地理解本文描述的實(shí)施方式。但是，本文描述的要素、裝置和方法并不限于在詳細(xì)說明、實(shí)施例和附圖中給出的【具體實(shí)施方式】。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到的是，這些實(shí)施方式僅僅是說明本發(fā)明的原理。在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的條件下，許多修改和改變對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將是顯而易見的。
[0036]另外，應(yīng)當(dāng)理解的是本文所公開的所有范圍都涵蓋了包括于其中的任意和所有子范圍。例如，指定的范圍“1.0至10.0”應(yīng)當(dāng)認(rèn)為包括以1.0或更大的最小值為起點(diǎn)并且以10.0或更小的最大值為終點(diǎn)的任意和所有子范圍，例如，1.0?5.3、或4.7?10.0、或
3.6 ?7.9。
[0037]本文中單獨(dú)或組合使用的術(shù)語“烷基”是指具有1-20個(gè)碳原子的直鏈或支鏈飽和烴基。在一些實(shí)施方式中，例如，烷基是(:8_12烷基。
[0038]本文中單獨(dú)或組合使用的術(shù)語“烯基”是指含有2-20個(gè)碳原子和至少一個(gè)碳-碳雙鍵的直鏈或支鏈烴基。在一些實(shí)施方式中，例如，烯基包括C8_12烯基。
[0039]本文中單獨(dú)或組合使用的術(shù)語“芳基”是指芳香環(huán)體系的基團(tuán)。芳基也旨在包括碳環(huán)體系的部分氫化的衍生物。
[0040]本文中單獨(dú)或組合使用的術(shù)語“雜芳基”是指含有一個(gè)或多個(gè)選自氮、氧或硫雜原子的、具有例如5至7元原子的芳香環(huán)基團(tuán)或具有例如7至18元原子的芳香環(huán)體系的基團(tuán)，其中N-氧化物和一氧化硫和二氧化硫允許雜芳香取代；例如:呋喃基、噻吩基、苯硫基、吡咯基、咪唑基、吡唑基、三唑基、四唑基、噻唑基、噁唑基、異噁唑基、噁二唑基、噻二唑基、異噻唑基、吡啶基、噠嗪基、吡嗪基、嘧啶基、喹啉基、異喹啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、吲唑基等。雜芳基也旨在包括雜環(huán)體系的部分氫化的衍生物。
[0041]在一個(gè)方面,本文中描述了光電子裝置。在一些實(shí)施方式中，本文描述的光電子裝置顯不FIPEL結(jié)構(gòu)?；蛘?，在一些實(shí)施方式中，本文描述的光電子裝置表現(xiàn)出有機(jī)發(fā)光器件(OLED)結(jié)構(gòu)。
[0042]1.場致聚合物電致發(fā)光器件(FIPEL)
[0043]在一些實(shí)施方式中,本文描述的FIPEL包括第一電極和第二電極和布置于第一電極與第二電極之間的發(fā)光有機(jī)層。在發(fā)光有機(jī)層與第一電極或第二電極之間配置有電絕緣層或介電層。此外，在一些實(shí)施方式中，第一介電層位于第一電極和發(fā)光有機(jī)層之間，以及第二介電層位于第二電極和發(fā)光有機(jī)層之間。在一些實(shí)施方式中，第一電極是福射透射的和第二電極是非輻射透射的和/或反射的?？商娲?，第一電極和/或第二電極可以是輻射透射的。
[0044]此外，磷光體層可以布置于發(fā)光有機(jī)層的光路中。磷光體層，例如可以布置于福射透射基底上。本文出于參考的目的，在光子或波離開發(fā)光有機(jī)層中后，發(fā)光有機(jī)層的光路包括由發(fā)光有機(jī)層發(fā)射的光子或波經(jīng)過的路徑。因此，布置于發(fā)光有機(jī)層光路中的磷光體層被配置以吸收由發(fā)光有機(jī)層發(fā)射的至少一些光。在一些實(shí)施方式中，在與磷光體層相交之前，光路是直路徑和并不包括光子或者波的實(shí)質(zhì)反射或者折射。在其他實(shí)施方式中，在與磷光體層相交之前，光路不是直路徑和可以包括光子或者波的反射或折射。此外，在一些實(shí)施方式中，除與磷光體層相交外，光路通過一個(gè)或多個(gè)本文描述的光電子裝置的其他層，如下文進(jìn)一步描述的。
[0045]進(jìn)一步，在本文描述的光電子裝置的一些實(shí)施方式中，電荷傳輸層布置于發(fā)光有機(jī)層和本文描述的光電子裝置的第一電極或者第二電極之間。電荷傳輸層可以是空穴傳輸層或者是電子傳輸層。在一些實(shí)施方式中，電荷傳輸層可以直接沉積在第一和/或者第二電極上。可替代地，電荷傳輸層可以沉積在介電層上，覆蓋第一和/或者第二電極。在一些實(shí)施方式中，電荷傳輸層可操作為阻擋相反極性的電荷。例如，空穴傳輸層可以阻擋電子的通道，同時(shí)電子傳輸層可以阻擋空穴的通道。使用這種能力，發(fā)光有機(jī)層可以鄰接(borderby)相對的空穴和電子傳輸層吸收以將注入的電荷載子限制至發(fā)光層用于輻射復(fù)合。
[0046]在一些實(shí)施方式中，本文所描述的FIPEL包括多個(gè)位于第一電極和第二電極之間的發(fā)光有機(jī)層。例如，在一些實(shí)施方式中，各自具有在本文I (C) (i)-(v)部分中所描述的構(gòu)造的多個(gè)發(fā)光層位于第一電極和第二電極之間。發(fā)光層可以具有不同的發(fā)射譜(profile)，當(dāng)組合時(shí)，提供來自FIPEL的期望的發(fā)射譜特性。
[0047]圖1描繪了根據(jù)本文描述的一個(gè)實(shí)施方式的具有FIPEL結(jié)構(gòu)的光電子裝置的截面圖。圖1中描繪的FIPEL(1)包括輻射透射的第一電極(11)和金屬第二電極(12)。發(fā)光層(13)配置在輻射透射的第一電極(11)和金屬第二電極(12)之間。發(fā)光層(13)可以具有本文I(C)部分中所列舉的任意構(gòu)造。在圖1的實(shí)施方式中，介電層(14)或電絕緣層
(14)配置在金屬第二電極(12)和發(fā)光層(13)之間。
[0048]圖2描繪了根據(jù)本文描述的一個(gè)實(shí)施方式的具有FIPEL結(jié)構(gòu)的光電子裝置的截面圖。圖2中描繪的FIPEL(20)包括輻射透射第一電極(21)和金屬第二電極(22)。發(fā)光層
(23)布置在輻射透射第一電極(21)和金屬第二電極(22)之間。發(fā)光層(23)可以具有本文I(C)部分中所列舉的任意構(gòu)造。在圖2的實(shí)施方式中，在輻射透射第一電極(21)和發(fā)光層(23)之間布置有介電層(24)或電絕緣層(24)。
[0049]圖3描繪了根據(jù)本文描述的一個(gè)實(shí)施方式的具有FIPEL結(jié)構(gòu)的光電子裝置的截面圖。圖3中描繪的FIPEL(30)包括輻射透射第一電極(31)和金屬第二電極(32)。在輻射透射第一電極(31)和金屬第二電極(32)之間布置有發(fā)光層(33)。發(fā)光層(33)可以具有本文I(C)部分中所列舉的任意構(gòu)造。在發(fā)光層(33)和輻射透射第一電極(31)之間布置有第一介電層(34)。進(jìn)一步,在發(fā)光層(33)和金屬第二電極(32)之間布置有第二介電層
(35)。
[0050]圖4描繪了根據(jù)本文描述的一個(gè)實(shí)施方式的具有FIPEL結(jié)構(gòu)的光電子裝置的截面圖。圖4中描繪的FIPEL(40)包括輻射透射第一電極(41)和金屬第二電極(42)。在輻射透射第一電極(41)和金屬第二電極(42)之間布置有發(fā)光層(43)。發(fā)光層(43)可以具有本文I(C)部分中所列舉的任意構(gòu)造。在發(fā)光層(43)和輻射透射第一電極(41)之間布置有第一介電層(44)。可替換地,在發(fā)光層(43)和金屬第二電極(42)之間布置有第二介電層(44)。進(jìn)一步，在遠(yuǎn)離發(fā)光層(43)的輻射透射第一電極(41)的一側(cè)布置有輻射透射基底層(45)和磷光體層(46)。磷光體層(46)布置于發(fā)光層(43)的光路(A)中。在圖4的實(shí)施方式中，將光路(A)描繪為與光電子裝置的層的堆集方向基本平行的路徑。然而，在其他實(shí)施方式中，光路可以具有其他方向。此外，本文描述的光電子裝置的磷光體層也可以位于與圖4的實(shí)施方式所描述的路徑不同的路徑。例如,在一些實(shí)施方式中，磷光體層(46)(具有或者不具有基底(45))可以布置于發(fā)光層(43)和介電層之間。
[0051]圖5描繪了根據(jù)本文描述的一個(gè)實(shí)施方式的具有FIPEL結(jié)構(gòu)的光電子裝置的截面圖。圖5中描繪的FIPEL(50)包括輻射透射第一電極(51)和金屬第二電極(52)。在輻射透射第一電極(51)和金屬第二電極(52)之間布置有發(fā)光層(53)。發(fā)光層(53)可以具有本文I (C)部分中所列舉的任意構(gòu)造。在發(fā)光層(53)和輻射透射第一電極(51)之間布置有第一介電層(54)。進(jìn)一步,在發(fā)光層(53)和第二電極(52)之間布置有電荷傳輸層(55)。在圖5的實(shí)施方式中，電荷傳輸層(55)置于金屬第二電極(52)和發(fā)光層(53)之間的交界面。然而，在其他實(shí)施方式中，電荷傳輸層(55)可以布置于其他地點(diǎn)。例如，在一些實(shí)施方式中，電荷傳輸層(55)布置于發(fā)光層(53)和第一電極(51)之間或者在發(fā)光層(53)和介電層(54)之間,包括在發(fā)光層(53)和介電層(54)之間的交界面處。
[0052]圖6描繪了根據(jù)本文描述的一個(gè)實(shí)施方式的具有FIPEL結(jié)構(gòu)的光電子裝置的截面圖。圖6中描繪的FIPEL(60)包括福射透射第一電極(61)和金屬第二電極(62)。在福射透射第一電極(61)和金屬第二電極(62)之間布置有發(fā)光層(63)。發(fā)光層(63)可以具有本文I (C)部分中所列舉的任意構(gòu)造。在發(fā)光層￠3)和輻射透射第一電極￠1)之間布置有第一介電層出4)。進(jìn)一步，在遠(yuǎn)離發(fā)光層￠3)的輻射透射第一電極￠1)的一側(cè)布置有輻射透射基底層(65)和磷光體層(66)。磷光體層(66)布置于發(fā)光層(63)的光路中。此外，第一電荷傳輸層(67)布置于發(fā)光層(63)和第二電極(62)之間，和第二電荷傳輸層(68)布置于發(fā)光層(63)和第一電極(61)之間。在圖6的實(shí)施方式中，將第一和第二電荷產(chǎn)生層(67、68)布置于發(fā)光層(63)的對立面上。如本文所描述，第一和第二電荷傳輸層(67,68)可以用來將電荷載子限制至發(fā)光層出3)。例如，第一電荷傳輸層￠7)可以是可操作為阻擋空穴傳輸?shù)碾娮觽鬏攲?。此外，第二傳輸?68)可以是可操縱為阻擋電子傳輸?shù)目昭▊鬏攲印?br> [0053]現(xiàn)在描述FIPEL結(jié)構(gòu)的光電子裝置的具體組件。
[0054]A.第一電極
[0055]在一些實(shí)施方式中，第一電極是輻射透射的。本文所使用的輻射透射是指在電磁波譜的可見光區(qū)，材料至少部分地通過或傳輸輻射的能力。在一些實(shí)施方式中，輻射透射材料可以以最小的吸收通過由本文描述的有機(jī)層發(fā)出的電磁輻射或其他干擾。
[0056]可以使用與本發(fā)明目的不相矛盾的任意輻射透射第一電極。在一些實(shí)施方式中，福射透射第一電極包括福射透射傳導(dǎo)氧化物(conducting oxide)。在一些實(shí)施方式中，輻射透射傳導(dǎo)氧化物可以包括銦錫氧化物(ITO)、鎵銦錫氧化物(GITO)和鋅銦錫氧化物(ZITO)或者鋁摻雜的氧化鋅中的一種或多種。
[0057]在一些實(shí)施方式中，輻射透射第一電極包括一種或多種輻射透射聚合物材料，例如，聚苯胺(PANI)及其化學(xué)同系物(chemical relative)。在一些實(shí)施方式中,福射透射第一電極包括3，4_聚乙烯二氧噻吩(PEDOT)。在一些實(shí)施方式中，輻射透射第一電極包括具有可操作為至少部分通過可見光電磁輻射的厚度的碳納米管層或墊。在一些實(shí)施方式中，輻射透射第一電極包括復(fù)合材料，該復(fù)合材料包括分散于聚合物相中的納米顆粒相。在一些實(shí)施方式中，納米顆粒相可以包括碳納米管、富勒烯、或它們的混合物。此外，在一些實(shí)施方式中，輻射透射第一電極可以包括具有可操作為至少部分通過可見光電磁輻射的厚度的金屬層。在一些實(shí)施方式中，金屬層可以包括元素純金屬或合金。例如，在一些實(shí)施方式中，輻射透射第一電極包括納米銀墊或者其他在納米尺度上具有一個(gè)或者多個(gè)維度的合適金屬的墊。在一些實(shí)施方式中，適合用作輻射透射第一電極的金屬包括高功函數(shù)金屬。
[0058]輻射透射第一電極可以具有與本發(fā)明目的不相矛盾的任意厚度。在一些實(shí)施方式中，例如，輻射透射第一電極具有至少約1nm的厚度。在一些實(shí)施方式中，輻射透射第一電極具有從約1nm至約I μπι范圍的厚度。在一些實(shí)施方式中，輻射透射第一電極具有從約20nm至約750nm、從約50nm至約500nm、從約30nm至約200nm或約50nm至約150nm范圍的厚度。在一些實(shí)施方式中，輻射透射第一電極具有大于約Iym的厚度。
[0059]B.第二電極
[0060]本文描述的FIPEL還包括第二電極。在一些實(shí)施方式中，第二電極是非輻射透射的和/或反射的。在一些實(shí)施方式中，第二電極是金屬。金屬可以包括元素純的金屬以及合金。例如，第二電極可以是鋁、鎳、銅、金、銀、鉬、鈀、或者其他過渡金屬、堿金屬、堿土金屬或者它們的合金。在一些實(shí)施方式中，第二電極包括鋁的第一層和鈣金屬的第二層。這類電極可以定向于I丐金屬第二層，面向有機(jī)發(fā)光層。進(jìn)一步，第二電極可以包括金屬第一層和過渡金屬氧化物第二層。在一個(gè)實(shí)施方式中，例如，第二電極包括第一招層和MoO3第二層。這類電極可以定向于MoO3第二層，面向有機(jī)發(fā)光層。
[0061]在一些實(shí)施方式中，第二電極是輻射透射的。在一些實(shí)施方式中，其中第二電極是輻射透射的，該第二電極包括本文描述的用于輻射透射第一電極的任意輻射透射材料。
[0062]第二電極可以具有任意期望的厚度。在一些實(shí)施方式中，第二電極具有從約1nm至約10 μ m范圍的厚度。在一些實(shí)施方式中，第二電極具有從約50nm至約750nm范圍的厚度。在一些實(shí)施方式中，第二電極具有從約10nm至約500nm范圍的厚度。
[0063]C.發(fā)光層
[0064]本文描述的FIPEL的發(fā)光層可以表現(xiàn)為各種結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施方式中，發(fā)光層是發(fā)光有機(jī)層。在一些實(shí)施方式中，本文所描述的FIPEL包括多個(gè)位于第一和第二電極之間的發(fā)光有機(jī)層。例如，在一些實(shí)施方式中，各自具有在本文I (C) (i)-(v)部分中所描述構(gòu)造的多個(gè)發(fā)光層位于第一和第二電極之間。發(fā)光層可以具有不同的發(fā)射譜，當(dāng)組合時(shí)，提供來自FIPEL的期望的發(fā)射譜特性。
[0065](i)在本文描述的FIPEL構(gòu)造的光電子裝置的一些實(shí)施方式中，發(fā)光有機(jī)層包括共軛聚合物相或者低聚物相。有機(jī)層的發(fā)光聚合物相或者低聚物相可以包括一個(gè)或多個(gè)共軛聚合物或者低聚物。在一些實(shí)施方式中，發(fā)光聚合物相或低聚物相包括共軛聚合物或低聚物的摻混物。在一些實(shí)施方式中，共軛聚合物或低聚物的摻混物包括聚合物或低聚物的共聚物。
[0066]在一些實(shí)施方式中，適合在發(fā)光聚合物相或低聚物相中使用的共軛聚合物或低聚物包括選自由重復(fù)單元A、B和C組成的組中的至少兩種重復(fù)單元:
[0067]

【權(quán)利要求】
1.一種場致聚合物電致發(fā)光器件(FIPEL)裝置，包括: 輻射透射第一電極； 第二電極； 布置在所述第一電極和所述第二電極之間的發(fā)光有機(jī)層； 布置在所述發(fā)光有機(jī)層與和所述第二電極之間的介電層；和 布置在所述發(fā)光有機(jī)層的光路中的磷光體層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的FIPEL裝置，其中，所述發(fā)光有機(jī)層包括一種或多種共軛聚合物或低聚物、小分子或它們的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的FIPEL裝置，其中，所述一種或多種共軛聚合物或低聚物包括含有選自由重復(fù)單元A、B和C組成的組中的至少兩種重復(fù)單元的共軛聚合物或低聚物:
其中，丨表示在聚合物鏈或低聚物鏈中的連接點(diǎn)，X選自由S、O、Se和NR5所組成的組中，以及％、R2、R5、R6、R7、R8和R9獨(dú)立地選自由氫、C"。烷基、C2_2Q烯基、C8_12烷基和C8_12烯基所組成的組中，并且R3和R4獨(dú)立地選自由芳基和雜芳基所組成的組中，其中，H R5> R6、R7、R8和R9的烷基和烯基以及R3和R4的芳基和雜芳基用選自由-烷基、-烯基、-芳基、-雜芳基、-烷基-芳基、-烷基-雜芳基、-烯基-芳基、和-烯基-雜芳基所組成的組中的取代基任選獨(dú)立地取代一次或多次。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的FIPEL裝置，其中，R3和R4獨(dú)立地選自由吡啶基、吡喃基、批啶基、聯(lián)吡啶基、苯基吡啶基、噻吩基、呋喃基、硒苯基、芴基、咔唑基、吡咯基、喹啉基、異喹啉基、嘌呤基、噁唑基和異噁唑基和它們的低聚物所組成的組中。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的FIPEL裝置，其中，所述共軛聚合物或低聚物具有式(I):
其中，X和y獨(dú)立地為I至10，000范圍的整數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的FIPEL裝置，其中，所述共軛聚合物或低聚物具有式(II):
其中，X和y獨(dú)立地為I至10，000范圍的整數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的FIPEL裝置，其中，所述共軛聚合物或低聚物具有式(III):
其中，X和y獨(dú)立地為I至10，000范圍的整數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的FIPEL裝置，其中，所述共軛聚合物或低聚物具有式(IV):
其中，x、y和Z獨(dú)立地為I至10，OOO范圍的整數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的FIPEL裝置，其中，所述一種或多種共軛聚合物或低聚物包括式(V)的結(jié)構(gòu)單元:
其中，丨表示聚合物或低聚物鏈中的連接點(diǎn)以及R16和R17獨(dú)立地選自由氫、C1^20烷基、c2_20烯基、C8_12烷基和C8_12烯基所組成的組中，并且其中R16和R17的烷基和烯基用選自由-烷基、-烯基、-芳基、-雜芳基、-烷基-芳基、-烷基-雜芳基、-烯基-芳基和-烯基-雜芳基所組成的組中的取代基任選獨(dú)立地取代一次或多次。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的FIPEL裝置，其中，所述發(fā)光有機(jī)層包括聚亞苯基亞乙烯基、聚芴、聚乙烯咔唑或它們的混合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的FIPEL裝置，其中，所述發(fā)光有機(jī)層是包括單態(tài)發(fā)射極相和三態(tài)發(fā)射極相的復(fù)合有機(jī)層。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的FIPEL裝置，其中，所述三態(tài)發(fā)射極相包括磷光過渡金屬-配體絡(luò)合物。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的FIPEL裝置，其中，所述三態(tài)發(fā)射極相分散于所述單態(tài)發(fā)射極相中。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的FIPEL裝置，其中，所述發(fā)光有機(jī)層進(jìn)一步包括納米顆粒相。
15.根據(jù)權(quán)利要求14述的FIPEL裝置，其中，所述納米顆粒相的納米顆粒與磷光過渡金屬絡(luò)合物結(jié)合。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的FIPEL裝置，其中，所述納米顆粒相包括碳納米顆粒。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的FIPEL裝置，其中，所述碳納米顆粒包括碳納米管、富勒烯、石墨烯或它們的混合物。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的FIPEL裝置，其中，所述碳納米管是單壁碳納米管、多壁碳納米管或它們的混合物。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的FIPEL裝置，其中，所述碳納米管摻雜有氮、硼或它們的組人口 O
20.根據(jù)權(quán)利要求1至19中任一項(xiàng)所述的FIPEL裝置，其中，所述發(fā)光有機(jī)層進(jìn)一步包括非共軛聚合物基質(zhì)材料。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的FIPEL裝置，其中，所述聚合物基質(zhì)材料選自由聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或它們的混合物所組成的組中。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的FIPEL裝置，其中，所述第二電極是金屬。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的FIPEL裝置，其中，所述介電層位于所述輻射透射第一電極和所述發(fā)光有機(jī)層之間。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的FIPEL裝置，其中，所述介電層位于所述第二電極和所述發(fā)光有機(jī)層之間。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的FIPEL裝置，進(jìn)一步包括位于所述輻射透射第一電極與所述發(fā)光有機(jī)層之間的第二介電層。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的FIPEL裝置，其中，所述磷光體層位于所述第一電極和所述第二電極之間。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的FIPEL裝置，其中，所述磷光體層位于所述發(fā)光有機(jī)層和所述介電層之間。
28.根據(jù)權(quán)利要求1所述的FIPEL裝置，其中，所述磷光體層不位于所述輻射透射第一電極和所述第二電極之間。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的FIPEL裝置，進(jìn)一步包括布置于所述輻射透射第一電極與所述磷光體層之間的輻射可透過性基底。
30.根據(jù)權(quán)利要求1所述的FIPEL裝置，其中，所述磷光體層包括布置于輻射透射粘合劑材料中的磷光體粉末。
31.根據(jù)權(quán)利要求1所述的FIPEL裝置，其中，所述磷光體層包括黃光或黃-紅光發(fā)光材料。
32.根據(jù)權(quán)利要求1所述的FIPEL裝置，其中，所述磷光體層的吸收譜與發(fā)光復(fù)合有機(jī)層的發(fā)射譜至少部分重疊。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的FIPEL裝置，其中，所述裝置的發(fā)射譜包括來自所述發(fā)光有機(jī)層的發(fā)射和來自所述磷光體層的發(fā)射。
34.根據(jù)權(quán)利要求12所述的FIPEL裝置，其中，所述裝置的發(fā)射譜包括來自所述單態(tài)發(fā)射極相的發(fā)射，來自所述三態(tài)發(fā)射極相的發(fā)射和來自所述磷光體層的發(fā)射。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的FIPEL裝置，其中，所述三態(tài)發(fā)射極相以按重量計(jì)至少約5%的量存在于所述發(fā)光復(fù)合有機(jī)層中。
36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的FIPEL裝置，其中，來自所述單態(tài)發(fā)射極相的發(fā)射在強(qiáng)度上基本上等于來自所述三態(tài)發(fā)射極相的發(fā)射。
37.根據(jù)權(quán)利要求1所述的FIPEL裝置，進(jìn)一步包括至少一個(gè)布置于所述輻射透射第一電極與所述發(fā)光有機(jī)層之間的電荷傳輸層。
38.根據(jù)權(quán)利要求33或34所述的FIPEL裝置，其中，所述裝置的發(fā)射譜顯示出基本上處于1931CIE色度圖白光區(qū)域中的坐標(biāo)，顯示出大于80的顯色指數(shù)。
39.一種場致聚合物電致發(fā)光(FIPEL)裝置，包括: 輻射透射第一電極； 第二電極； 布置于所述第一電極和所述第二電極之間的發(fā)光復(fù)合有機(jī)層，所述發(fā)光復(fù)合有機(jī)層包括單態(tài)發(fā)射極相和三態(tài)發(fā)射極相，所述三態(tài)發(fā)射極相包括一種或多種磷光過渡金屬絡(luò)合物并以復(fù)合有機(jī)層的2重量百分比至30重量百分比的量存在；以及 布置于所述發(fā)光復(fù)合有機(jī)層和所述第二電極之間的介電層，其中來自復(fù)合有機(jī)層的電致發(fā)光發(fā)射包括來自所述單態(tài)發(fā)射極相的單態(tài)發(fā)射和來自所述三態(tài)發(fā)射極相的三態(tài)發(fā)射。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的FIPEL裝置，其中，所述電致發(fā)光發(fā)射顯示出基本上處于1931CIE色度圖白光區(qū)域中的坐標(biāo)。
41.根據(jù)權(quán)利要求39所述的FIPEL裝置，進(jìn)一步包括布置于所述發(fā)光復(fù)合有機(jī)層和所述福射透射第一電極或所述第二電極之間的電荷傳輸層。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的FIPEL裝置，其中，所述電荷傳輸層是空穴傳輸層。
43.根據(jù)權(quán)利要求41所述的FIPEL裝置，其中，所述電荷傳輸層是電子傳輸層。
44.根據(jù)權(quán)利要求39所述的FIPEL裝置，進(jìn)一步包括布置于所述發(fā)光復(fù)合有機(jī)層的光路中的磷光體層。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的FIPEL裝置，其中，來自所述裝置的電致發(fā)光發(fā)射包括來自單態(tài)發(fā)射極相的單態(tài)發(fā)射、來自所述三態(tài)發(fā)射極相的三態(tài)發(fā)射和來自所述磷光體層的三態(tài)發(fā)射。
【文檔編號】H01L27/32GK104170113SQ201380014450
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月27日
【發(fā)明者】戴維·L·卡羅爾 申請人:韋克森林大學(xué)