CN103975456B

CN103975456B - 包含纳米结构的发光装置

Info

Publication number: CN103975456B
Application number: CN201280055344.1A
Authority: CN
Inventors: 赖倩茜; 郑世俊; 大卫·T·西斯克; 望月周
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2011-11-10
Filing date: 2012-11-09
Publication date: 2016-10-19
Anticipated expiration: 2032-11-09
Also published as: KR20140092871A; EP2791988A1; JP6302408B2; US8952364B2; US20130140534A1; WO2013068842A1; CN103975456A; JP2014535173A

Abstract

本发明涉及发光装置。所述发光装置包含：布置于阳极(2)和阴极(4)之间的发光层(20)；包含第一电荷传输材料并且布置于发光层和阳极之间的第一电荷传输层(8)；布置于第一电荷传输层和发光层之间、或者与第一电荷传输层和发光层接触的纳米结构材料(6)。

Description

包含纳米结构的发光装置

技术领域

本发明涉及一种发光装置，更具体地，涉及一种有机发光装置。

背景技术

有机发光装置(OLED)在照明和显示应用中正变得越来越重要。然而，为了鼓励广泛使用，对OLED技术仍然可以做出显著的改进。例如，全内反射目前将从装置所提取的光的量限制到由OLED所发射的光的大约20-35％。尽管外部散射膜或微镜阵列(MLA)可以帮助提取一些发射光，但仍然需要其他方法来进一步提高装置的效率。

发明概述

将纳米结构材料掺入OLED装置的有机层中可以帮助改善从装置的有机模式(organic modes)的光提取。

一些实施方式包括发光装置，该发光装置包含：布置于阳极和阴极之间的发光层；包含第一电荷传输材料并且布置于发光层和阳极或阴极之间的第一电荷传输层；布置于第一电荷传输层和发光层之间、或者与第一电荷传输层和发光层接触的纳米结构材料。在一些实施方式中，从装置发射的基本上所有光都可穿过第一电荷传输层。

本文中更详细地描述了这些实施方式和其他实施方式。

附图说明

图1A是有机发光装置的一个实施方式的示意图。

图1B是纳米结构可以怎样基本上渗入纳米结构接触的层的一个例子的示意图。

图1C是纳米结构可以怎样基本上使纳米结构接触的层变形的一个例子的示意图。

图2A是有机发光装置的一个实施方式的示意图。

图2B是有机发光装置的一个实施方式的示意图。

图3A是有机发光装置的一个实施方式的示意图。

图3B是有机发光装置的一个实施方式的示意图。

图4A是帮助说明可以如何量化纳米结构的x、y和z维度的图。

图4B描绘了颗粒的理想化的例子，该颗粒可以被描述为在xz面观察时的基本上矩形的、准平面的和/或被描述为曲形或波形纳米片。

图4C描绘了曲形或波形纳米片的一个例子。

图5描绘了大致胶囊形颗粒的理想例子。

图6A-6I描绘了各表面的扫描电子显微图像，这些表面包含以不同的沉积速率沉积的纳米结构的一些实施方式。

图7A-7B是各有机发光装置的实施方式的示意图。

图8是装置A(方形数据点)和对照装置1(三角形数据点)的发光效率和功率效率与亮度的图表。

图9是对照装置1(方形数据点)、对照装置2(三角形数据点)和装置A的发光效率和功率效率的图表。

图10是对照装置1(方形数据点)、装置A(空心圆形数据点)和具有可选的光提取材料的装置A(菱形数据点)的发光效率和功率效率的图表。

图11是描绘了本文中所述装置的一些例子的发光效率和功率效率随沉积速率增加而增加的图。

图12A-C是描绘了装置B(具有各种掺杂物的Host-2)的发光效率、功率效率和外部量子效率的变化的图表。

发明详述

图1是本文中所描述的装置的一些实施方式的示意图。发光层20被布置于第一电极2和第二电极4之间。纳米结构材料6被布置在发光层20上，并且第一电荷传输层8被布置在纳米结构材料6和第一电极2之间。可选的第二电荷传输层9可以被布置于第二电极4和发光层20之间。装置中也可以存在其他层，例如电荷注入层(诸如电子注入层或空穴注入层)、电荷阻挡层(诸如电子阻挡层或空穴阻挡层)、空穴阻挡层等。

电极和电荷传输层的特征可取决于具体的装置结构。例如，如果第一电极2是阳极，那么第一电荷传输层8是空穴传输层，第二电极4是阴极，并且如果存在的话，第二电荷传输层9是电子传输层。相反，如果第一电极2是阴极，那么第一电荷传输层8是电子传输层，第二电极4是阳极，并且如果存在的话第二电荷传输层9是空穴传输层。因此，如果存在的话，空穴传输层可被布置于发光层和阳极之间，并且如果存在的话，电子传输层可被布置于发光层和阴极之间。

此外，光的方向可以取决于具体装置结构，例如顶部发射或底部发射。在一些实施方式中，纳米结构材料可以在从装置发射的光的路径中。在一些实施方式中，纳米结构材料可以不在从装置发射的光的路径中。在一些实施方式中，光可以从发光层20经由纳米结构材料6、第一电荷传输层8和第一电极2的方向发射。在一些实施方式中，由装置所发射的光的路径可以在远离纳米材料6的方向上。

纳米结构材料包括能够形成纳米结构的任意材料，无论其是否存在纳米结构。纳米结构材料诸如纳米结构材料6可以是以下形式的：布置于发光层和第一电荷传输层之间的表面上、或者与发光层和第一电荷传输层接触的表面上的多个纳米结构；和/或在过渡层中，该过渡层包含第一电荷传输材料和纳米结构材料的混合物并且被布置于发光层和第一电荷传输层之间。

在本发明所描绘或描述的一些图中，纳米结构材料被描绘为发光装置中的一个层。然而，纳米结构材料可以不是以传统意义上的层的形式。例如，纳米结构诸如纳米结构50可以基本上渗入纳米结构接触的层，例如电荷传输层8，如图1B中所示。纳米结构诸如纳米结构50也可以基本上使纳米结构接触的层变形，例如电荷传输层8，如图1C中所示。在一些实施方式中，纳米结构可以渗入层或使层变形该层厚度的至少约5％、至少约10％、至少约30％、至少约50％、至少约90％或至少约100％的，或者至少约1nm、至少约3nm、至少约5nm、至少约10nm或至少约20nm，其中渗入的方向垂直于基本上由接触该纳米结构的层的表面所形成的平面。

在一些实施方式中，纳米结构可以基本上渗入发光层、电子传输层、空穴传输层、过渡层、空穴阻挡层、电子阻挡层或激子阻挡层或者使这些层变形。在一些实施方式中，纳米结构可以基本上渗入电子传输层或者使电子传输层变形。在一些实施方式中，纳米结构可以基本上渗入空穴传输层或者使空穴传输层变形。在一些实施方式中，纳米结构可以基本上渗入发光层或者使发光层变形。在一些实施方式中，纳米结构可以基本上渗入过渡层或者使过渡层变形。

与无纳米结构材料的类似装置相比(例如表1-5中所示)，包含纳米结构材料可以使OLED的光输出、发光效率或功率效率增长约2％至约60％、约5％至约60％、约10％至约60％、约10％至约50％；约2％，诸如2.22％或2.28％；约4％，诸如4.17％、3.51％或4.08％；约5％，诸如4.54％；约6％，诸如5.88％；约7％，诸如6.67％；约8％，诸如7.84％或7.94％；约9％，诸如9.46％或9.52％；约10％，诸如9.68％；约16％，诸如16.13％；约18％，诸如18.31％；约21％，诸如20.6％；约22％，诸如22.65％；约25％，诸如24.2％；约28％，诸如28.2％或27.5％；约50％，诸如51.9％或53.9％；约60％，诸如60.6％，或者任意这些值所界定的范围内或任意这些值之间的任意增量。

一些实施方式可以具有图2A和2B所表示的结构。发光层20被布置于阳极10和阴极35之间。可选的多个纳米结构50可以被布置于发光层20的表面21上。可选的过渡层60可以被布置于发光层20的表面21和空穴传输层15之间。可选的电子传输层30可以被布置于发光层20和阴极35之间。可选的光提取层200可以被布置于阳极10上。在一些实施方式中，阳极10可以被布置于透明基材上(未显示)。也可以存在其他层。

在一些实施方式中，光7可以从发光层20经由多个纳米结构50(如果存在)、过渡层60(如果存在)、空穴传输层15、阳极10和光提取材料200(如果存在)的方向发射(图2A)。在一些实施方式中，光7可以从发光层20以远离多个纳米结构50(如果存在)、经由电子传输层30(如果存在)并经由阴极35的方向发射(图2B)。

一些实施方式可以具有图3A-B所表示的结构。发光层20被布置于阳极10和阴极35之间。电子传输层30被布置于发光层20和阴极35之间。可选的多个纳米结构50可以被布置于发光层20的表面21上。可选的过渡层60可以被布置于发光层20的表面21和电子传输层30之间。可选的空穴传输层15可以被布置于阳极10和发光层20之间。阴极35可以被布置于可选的光提取层200上。光7可以从发光层20经由多个纳米结构50(如果存在)、过渡层60(如果存在)、电子传输层30、阴极35和光提取材料200(如果存在)的方向发射(图3A)。也可以存在其他层。在一些实施方式中，光7可以在远离多个纳米结构50、经由空穴传输层15(如果存在)并且经由阳极10的方向上发射(图3B)。

纳米结构材料(诸如纳米结构材料6)或者多个纳米结构(诸如纳米结构50)可以基本上渗入下一层(例如过渡层或电荷传输层)或使下一层变形、或者可以与下一层形成粗糙界面。在一些实施方式中，纳米结构材料在所布置的表面内部或者表面上的周期(间隔)可以变化。在一些实施方式中，纳米结构在基体材料内可以具有不规则的周期。在一些实施方式中，在纳米结构层的界面或表面中，纳米结构的周期在约0.00001μm至约50μm、约0.001μm至约20μm、约0.050μm至约5μm、约0.0001μm至约1μm或约0.1μm至约10μm之间。在一些实施方式中，例如5,5”-双(苯并恶唑-2-基)-3,3':5',3”-三联吡啶(IOC-2)，周期可以在约0.0001μm和约1.0μm之间。在一些实施方式中，例如3,5-二[3-(苯并恶唑-2-基)苯基]吡啶(IOC-1)，周期可以在约0.1μm和约10.0μm之间。

在一些实施方式中，当投射在x,y平面内或者透射在与其上布置有纳米结构的表面平行的平面(例如21)内时，单个纳米结构的最大面积可以是约0.0001μm²至约1.0μm²、约0.001μm²至约0.5μm²、约1μm²至约3μm²或约0.04μm²至约0.150μm²。

多个纳米结构在它们被布置的表面上可以是任意种类的纳米结构，该表面例如发射层的表面诸如表面21。在任意给定装置中，纳米结构可以彼此类似，或者可以在尺寸、形状和排布方面改变。纳米结构可以包含具有一个或多个在纳米至微米范围内尺寸的任意结构。例如，纳米突起物或纳米颗粒可以具有：约50nm至约5μm、约100nm至约1μm、约50nm、约100nm、约200nm、约300nm、约500nm、约1μm、约2μm、约5μm或任意这些长度所界定的范围内或任意这些长度之间的任意值的平均x尺寸；约50nm至约5μm、约100nm至约1μm、约50nm、约100nm、约200nm、约300nm、约500nm、约1μm、约2μm、约5μm或任意这些长度所界定的范围内或任意这些长度之间的任意值的平均y尺寸；和/或约0.5nm至约500nm、约1nm至约100nm、约0.1nm、约0.5nm、约1nm、约2nm、约5nm、约10nm、约50nm、约100nm、约200nm、约300nm、约500nm或任意这些长度所界定的范围内或任意这些长度之间的任意值的平均z尺寸。

尽管纳米结构可以是不规则形状的，但三个尺寸x、y和z，可以如图4A中所描绘量化。若在纳米结构110周围形成矩形棱柱形箱体120，使得该箱体具有尽可能地小的体积同时仍将颗粒包含于其中，那么x尺寸是该箱体的最长尺寸，y尺寸为该箱体的第二长尺寸，且z尺寸为该箱体的第三长尺寸。

可通过描述以特定平面观察时纳米结构的形状，来表征纳米结构的三维形状。例如，当以二维的xy、xz或yz平面观察时，纳米结构可是基本上矩形的、基本上正方形的、基本上椭圆形的、基本上圆形的、基本上弓形的、基本上三角形的、基本上平行四边形的等。具体形状不需要在几何上是完美的，仅需可被普通观察者辨识为合理地相似于已知形状即可。也可使用其他术语来表征或描述纳米结构的三维形状。

图4B描绘了当以xz平面观察时基本上是矩形的纳米结构210的理想化的例子。如该图所示，纳米结构看起来是完美的矩形，但当以xz平面或任何其他平面观察时，此形状仅需要可被辨识为与矩形相似，从而基本上为矩形的即可。

对于图4B，当以xz平面观察时，因为x尺寸远大于z尺寸，所以也可将纳米结构210描述为基本上线形的。如该图所示，纳米结构在x尺寸上看起来是完美直线的，但当以xz平面或任何其他平面观察时，该形状仅需要可被辨识为与线相似，从而基本为线形的即可。

也可将纳米结构210描述为纳米片(nanoflake)。术语“纳米片”为广义的术语，其包括形状像片状且具有在纳米至微米范围内的任何尺寸的纳米结构。这可包括在一维度(例如z)中相对薄且在另外两个维度(例如xy)中具有相对大的面积的纳米结构。

较大面积的表面仅需为可辨认的，但不需是平面的。例如，具有较大面积的表面可基本处于xy平面(诸如纳米结构210)，但也可为曲形或波形的，使得大部分表面不在该平面中。

也可将纳米结构210描述为准平面(pseudoplanar)。术语“准平面”为广义的术语，其包括本质上为平面的纳米结构。例如，与基本在xy平面中的纳米结构的xy面积相比，准平面纳米结构可具有相对不明显的z尺寸。

在图4C中，纳米结构250为曲形或波形纳米片的实例。如果大部分表面不在平面中，则纳米片可包括具有大的曲形或波形表面260以及小的垂直于该表面上给定点280的厚度270的纳米结构。

对于任何纳米片或准平面纳米结构(包括纳米结构210、纳米结构250等)，较大面积或表面的平方根与垂直于该大表面上的点的厚度之比(例如xy面积的平方根与z尺寸之比)可以是约1至约100000、约3、约5、约10、约20、约100、约1000、约10000、约100000或任意这些比例所界定的范围内或任意这些比例之间的任意值

若纳米结构的形状可被普通观察者合理地辨识为类似于针的形状，则可以将该纳米结构描述为针状。

若纳米结构的形状可被普通观察者合理地辨识为类似于纤维的形状，则可以将该纳米结构描述为纤维形。这可以包括沿着一个维度具有细长的表面且在另一维度具有圆柱形、圆形或弧形表面的纳米结构。纤维形纳米结构也可以是基本上线性的、扭曲的或弯曲的。

若纳米结构的形状可被普通观察者合理地辨识为类似于带的形状，则可以将该纳米结构描述为带形。这可以包括沿着一个维度具有细长的平坦矩形表面且在另一维度是薄的的纳米结构。带形也可为弯曲或扭曲的，使得该纳米结构不需要为基本共面成带形。

图5描绘了基本上胶囊形的纳米结构1010的理想化实例。当以xy或xz平面观察时，纳米结构1010也可被描述为基本上卵形的。当以yz平面观察时，纳米结构1010也可被描述为基本上圆形的。

若纳米结构的形状可被普通观察者合理地辨识为类似于棒的形状，则可以将纳米结构描述为棒形的。这可以包括沿着一个维度是细长的纳米结构。棒形纳米结构可以是基本上直的，或可以具有一定的曲率或弯曲。

若x、y以及z尺寸相似，例如彼此在一个数量级内，则可以将纳米结构描述为颗粒状的。

若纳米结构的形状可被普通观察者合理地辨识为类似于圆拱或半球的形状，则可以将纳米结构描述为圆拱形。这可以包括具有以下性质的纳米结构，其在一个维度或平面(诸如xy平面)中基本上是圆形或卵形的并且在另一个维度(诸如xz和/或yz平面)中是弧形或圆形的。从纳米结构到纳米结构或者在相同纳米结构内，每个这样的弧形、圆形或卵形的半径可以改变或者可以是基本上均匀的。

图6A-6F描绘了纳米结构材料(IOC-1)的一个实施方式的SEM图像。以下的描述可适用于以xy平面观察时该图中的至少一个突起物或颗粒：圆形、卵形、带形、纤维形和/或胶囊形的，但并未穷尽。以下的描述可适用于以yz平面观察时该图中的至少一个突起物或颗粒：基本上纤维形、线形、棒形的，但并未穷尽。以下的其他描述也可适用于该图中的至少一个突起物或颗粒：纤维状、带状，但并未穷尽。

图6G-6I描绘了纳米结构实施方式(6G：IOC-2，6H和6I：IOC-3)的表面的SEM图像。以下的描述可适用于以xy平面观察时该图中的至少一个突起物或颗粒：圆形、卵形、圆拱形或半球形，但并未穷尽。以下的描述可适用于以yz平面观察时该图中的至少一个突起物或颗粒：基本上弧形或半球形，但并未穷尽。以下的其他描述也可适用于该图中的至少一个突起物或颗粒：纤维状、带状，但并未穷尽。

在SEM(图6A-6I)中标出了诸如500nm、20μm的比例尺，其可以提供膜中的纳米颗粒、纳米突起物或空隙的尺寸的指示。此图表明：大量颗粒或空隙的x、y和/或z尺寸在约1μm至约5μm的范围内。

纳米结构材料的折射率可以改变。例如折射率可以是约1.1、约1.5、约1.7、约1.8或任意这些值所界定的范围内或任意这些值之间的任意折射率。在一些实施方式中，纳米结构材料中材料的折射率可以大于或等于发射层的折射率。

根据装置的结构，纳米结构材料的电荷传输性质可以改变。例如被布置于发光层和空穴传输层之间的纳米结构材料可以具有空穴传输性质。类似地，被布置于发光层和电子传输层之间的纳米结构材料可以具有电子传输性质。在一些实施方式中，纳米结构材料的电荷传输性质是这样的，包含纳米结构材料对空穴或电子从电极到发射层的迁移影响最小或者基本上无影响。

在一些实施方式中，纳米结构材料可以包含有机化合物，包括分子量在约60g/mol至约2000g/mol或者约120g/mol至约1000g/mol范围内的非聚合的有机化合物。在一些实施方式中，纳米结构材料可以具有稳定的平面构象。

一些纳米结构材料包括可选地被取代的芳族或杂芳族的环或环状体系，例如可选地被取代的苯基、可选地被取代的吡啶基、可选地被取代的咔唑基、可选地被取代的苯并咪唑、可选地被取代的苯并恶唑、可选地被取代的苯并噻唑等。

在一些实施方式中，纳米结构材料可以是线性的，例如其中非末端的环是可选地被取代的1,3-亚苯基、可选地被取代的1,4-亚苯基、可选地被取代的2,4-亚吡啶基、可选地被取代的2,5-亚吡啶基或以类似方式连接的单环亚芳基的材料。一些纳米结构材料可以包含具有末端苯并噻唑或苯并恶唑的化合物。

一些纳米结构材料包含可选地被取代的4-(苯并恶唑-2-基)-4’-(4-二苯基氨基苯基)-3,3’-联吡啶；可选地被取代的4-(苯并恶唑-2-基)-4”-(咔唑-1-基)三联苯；可选地被取代的2-(4”-(9H-咔唑-9-基)-[1,1':4',1”-三联苯]-4-基)苯并[d]噻唑；可选地被取代的4-(苯并恶唑-2-基)-4”-[二(4-甲基苯基)氨基]三联苯；可选地被取代的4”-(苯并噻唑-2-基)-4”-[二(4-甲基苯基)氨基]三联苯；可选地被取代的4”-(苯并[d]恶唑-2-基)-N,N-二苯基-[1,1':4',1”-三联苯]-4-胺；可选地被取代的5,5’-双(苯并恶唑-2-基)-3,3’-联吡啶；可选地被取代的5,5'-双(苯并噻唑-2-基)-3,3'-联吡啶；可选地被取代的3,3'-双(苯并恶唑-2-基)-2,2'-联吡啶；可选地被取代的3,3'-双(苯并[d]噻唑-2-基)-2,2'-联吡啶；可选地被取代的5,5'-双(1-苯基-1H-苯并[d]咪唑-2-基)-3,3'-联吡啶；可选地被取代的3,5-二[3-(苯并恶唑-2-基)苯基]吡啶(IOC-1)；可选地被取代的3,5-双(3-(苯并[d]噻唑-2-基)苯基)吡啶；可选地被取代的3,5-二[5-(苯并恶唑-2-基)吡啶-3-基]苯；可选地被取代的1,3-双(5-(苯并[d]噻唑-2-基)吡啶-3-基)苯；可选地被取代的5,5”-双(苯并恶唑-2-基)-3,3':5',3”-三联吡啶(IOC-2)；可选地被取代的5,5”-双(苯并噻唑-2-基)-3,3':5',3”-三联吡啶；可选地被取代的4-(苯并恶唑-2-基)-4”-[二(4-甲基苯基)氨基]三联苯；可选地被取代的4-(苯并恶唑-2-基)-4”-(二苯基氨基)三联苯；可选地被取代的4-(苯并噻唑-2-基)-4”-(二苯基氨基)三联苯；可选地被取代的4-(苯并噻唑-2-基)-4’-(4-二苯基氨基苯基)-3,3’-联吡啶；可选地被取代的4-(苯并噻唑-2-基)-4’-[4-(咔唑-1-基)苯基]-3,3’-联吡啶；可选地被取代的4-(苯并恶唑-2-基)-4’-[4-(咔唑-1-基)苯基]-3,3’-联吡啶；可选地被取代的6,6'-双(苯并[d]噻唑-2-基)-3,3'-联吡啶；可选地被取代的6,6'-双(苯并[d]恶唑-2-基)-3,3'-联吡啶；可选地被取代的3,5-二[5-(苯并噻唑-2-基)吡啶-3-基]-1-甲苯；可选地被取代的3,5-二[5-(苯并恶唑-2-基)吡啶-3-基]-1-甲苯；可选地被取代的3,3”-双(苯并[d]恶唑-2-基)-1,1':3',1”-三联苯；可选地被取代的2,2'-(5'-乙烯基-[1,1':3',1”-三联苯]-3,3”-二基)双(苯并[d]恶唑)；可选地被取代的3,5-二([1,1'-联苯]-3-基)吡啶；可选地被取代的1,1':3',1”:3”,1”':3”',1″″-五联苯；可选地被取代的3,3',5,5'-四(苯并[d]恶唑-2-基)-1,1'-联苯(IOC-3)；或可选地被取代的3,3',5,5'-四(苯并[d]噻唑-2-基)-1,1'-联苯。

除非另有说明，当化合物或化学结构特征例如芳基被称为“可选地被取代的”时，其包括无取代基的特征(即未取代的)或者“被取代的”特征，“被取代的”特征指该特征具有一个或多个取代基。术语“取代基”具有本领域普通技术人员已知的通常含义，包括替代连接到母化合物或结构特征上的一个或多个氢原子的片段。在一些实施方式中，取代基可以是本领域已知的普通有机片段，其可以具有15g/mol至50g/mol、15g/mol至100g/mol、15g/mol至150g/mol、15g/mol至200g/mol、15g/mol至300g/mol或者15g/mol至500g/mol的分子量(例如取代基的原子的原子质量的总和)。在一些实施方式中，取代基包含：0-30、0-20、0-10或0-5个碳原子；和0-30、0-20、0-10或0-5个杂原子，杂原子独立地为N、O、S、Si、F、Cl、Br或I；前提是取代基包含至少一个C、N、O、S、Si、F、Cl、Br或I的原子。取代基的例子包括但不限于烷基、烯基、炔基、杂烷基、杂烯基、杂炔基、芳基、杂芳基、羟基、烷氧基、芳氧基、酰基、酰氧基、烷基羧酸酯、巯基、烷硫基、氰基、卤素、硫代羰基、O-氨基甲酰基、N-氨基甲酰基、O-硫代氨基甲酰基、N-硫代氨基甲酰基、C-酰胺基、N-酰氨基、S-亚磺酰氨基(S-sulfonamido)、N-亚磺酰氨基、异氰酸基(isocyanato)、硫氰酸基(thiocyanato)、异硫氰酸基(isothiocyanato)、硝基、甲硅烷基(silyl)、亚氧硫基(sulfenyl)、亚硫酰基(sulfinyl)、磺酰基、卤代烷基、卤代烷氧基、三卤代甲烷磺酰基、三卤代甲烷磺酰氨基等。

为了方便起见，对于分子的片段或部分，使用术语“分子量”来指示分子的片段或部分中原子的原子质量的总和，即使它不是一个完整的分子。

下面描绘了与本文中涉及的一些化学名称相关的结构。这些结构可以是未取代的，如下所示，或者取代基可以独立地在当结构为未取代的时通常由氢原子占据的任意位置。除非连接点用表示，连接可以发生在通常由氢原子占据的任意位置。

在一些实施方式中，内部的环(例如可选地被取代的1,3-亚苯基、可选地被取代的1,4-亚苯基、可选地被取代的2,4-亚吡啶或可选地被取代的2,5-亚吡啶)可以是未取代的，或者可以具有空间体积小的取代基诸如F、OH、NH₂或CN。在一些实施方式中，末端的环可以是未被取代的，或者可以具有取代基，诸如R’、-OR’、-COR’、-CO₂R’、-OCOR’、-NR’COR”、CONR’R”、-NR’R”、F；Cl；Br；I；硝基；CN等，其中R’和R”独立地为H，可选地被取代的苯基，或C_1-6烷基，例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体(例如环丁基、甲基环丙基等)、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等。

可用作纳米结构材料的其他化合物包括如下文件中的之一中所描述的任意化合物：美国临时申请No.61/449034，申请于2011年3月3日，其通过引用并入涉及新化合物的所有公开内容；美国临时申请No.61/221472，申请于2009年6月29日，其通过引用并入涉及新化合物的所有公开内容；美国专利申请No.12/825953，申请于2010年6月29日，并且作为US20100326526公开，其通过引用并入涉及新化合物的所有公开内容；美国临时专利申请No.61/383602，申请于2010年9月16日，其通过引用并入涉及新化合物的所有公开内容；美国临时申请No.61/426259，申请于2010年12月22日；其通过引用并入涉及新化合物的所有公开内容；并且共同未决(copending)申请系列No.13/232837，申请于2011年9月14日，并且作为US 2012-0179089公开，其通过引用并入涉及新化合物的所有公开内容；系列No.13/410,602，申请于2012年3月2日，其通过引用并入涉及新化合物的所有公开内容；系列No.13/410778，申请于2012年3月2日，并且作为US 20120226046公开，其通过引用并入涉及新化合物的所有公开内容；系列No.13/033473，申请于2011年2月23日，并且作为US20110140093公开，其通过引用并入涉及新化合物的所有公开内容；以及系列No.61/696035，申请于2012年8月31日，其通过引用并入涉及新化合物的所有公开内容。

在一些实施方式中，被布置于发光层表面上的纳米结构材料在每cm²发光层表面的面积上的总质量可以为约1ng至约500ng、约10ng至约100ng或者约20ng至约60ng。

在一些实施方式中，纳米结构材料的标称厚度(nominal thickness)为约0.0001nm至约50nm或者约0.001nm至约10nm，标称厚度是由石英晶体微天平(QuartzCrystal microbalance)测量沉积于其上的物质(mass)而测得到的。在一些实施方式中，光提取层是包含在光提取材料的岛(islands)之间的缝隙或空隙的不连续的层。

在一些实施方式中，纳米结构材料可以是基本上透明的或基本上半透明的。

纳米结构可以通过真空蒸发来沉积，并且根据沉积速率，纳米结构能够自组装成如上所述的各种类型的纳米结构。纳米结构的尺寸和分布可以取决于材料的沉积速率。例如，随着增加沉积速率，纳米结构在所有尺寸上都可变得更小。在一些实施方式中，沉积速率可以是约0.005nm/s至约500nm/s、约0.005nm/s、约0.01nm/s、约0.02nm/s、约0.03nm/s、约0.05nm/s、约0.08nm/s、约0.1nm/s、约0.2nm/s、约0.5nm/s、约1nm/s、约10nm/s、约100nm/s，或者任意这些沉积速率所界定的范围内或任意这些沉积速率之间的任意值。在一些实施方式中，输出增强(例如从设备提取的光的量)可以随沉积速率增加。在一些实施方式中，输出增强(例如从设备提取的光的量)可以随在约0.01A/s至约1.5A/s之间的沉积速率增加。

在一些实施方式中，在被沉积的表面(例如发光层)上或者内部，纳米结构材料的周期(间隔)可以改变。

阳极(诸如阳极10)可以是包含传统材料的层，传统材料诸如金属、混合金属、合金、金属氧化物或混合金属氧化物、导电聚合物和/或无机材料诸如碳纳米管(CNT)。合适的金属的例子包括第1族金属，第4、5、6族金属，以及第8-10族的过渡金属。若想要阳极层是透光的，则可使用第10族及第11族中的金属，例如Au、Pt和Ag、或其合金；或者第12、13和14族金属的混合金属氧化物，例如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)等等。若想要阳极层是透光的(例如底部发射发光二极管构造)，则阳极层可以包含其上布置有发光材料的透明基材。合适的透明材料包括但不限于玻璃、透明聚合物和透明塑料。在一些实施例中，阳极层可为有机材料，例如聚苯胺。聚苯胺的使用描述于"Flexible light-emitting diodesmade from soluble conducting polymer,"Nature，第357卷，第477-479页(1992年6月11日)中。在一些实施例中，阳极层可以具有在约1nm至约1000nm范围内的厚度。

阴极(诸如阴极35)可以是包含功函数比阳极层低的材料的层。用于阴极层的合适的材料的例子包括第12、13和14族金属的混合金属氧化物，例如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)，第1族的碱金属，第2族金属，第12族金属，包括稀土元素、镧系和锕系，诸如铝、铟、钙、钡、钐和镁以及它们的组合的材料。也可以将含Li有机金属化合物、LiF和Li₂O布置于有机层和阴极层之间，以降低操作电压。合适的低功函数金属包括但不限于Al、Ag、Mg、Ca、Cu、Mg/Ag、LiF/Al、CsF、CsF/Al、ITO、IZO或其合金。在一些实施例中，阴极层可以具有在约1nm至约1000nm范围内的厚度。

发光层(诸如发光层20)可以包含发光组分和主体化合物(subject compound)作为主体(host)。合适的主体材料包括但不限于共同未决专利申请、美国专利出版2011/0140093(13/033473，申请于2011年2月23日)中所描述的那些。在一些实施方式中，主体可以是以下中的任意一种：

发光层中主体的量可以改变。在一些实施方式中，发光层中主体的量在发光层重量的约70％至接近100％范围内，例如发光层重量的约90％至约99％，或约97％。在一些实施方式中，发光组分的质量为发光层质量的约0.1％至约10％、约1％至约5％、或者约3％。发光组分可以是荧光化合物和/或磷光化合物。

发光组分可以包含铱配合物，诸如：双-{2-[3,5-双(三氟甲基)苯基]吡啶-N,C2'}吡啶甲酸合铱(III)(bis-{2-[3,5-bis(trifluoromethyl)phenyl]pyridinato-N,C2'}iridium(lll)-picolinate)；双(2-[4,6-二氟苯基]吡啶-N,C2’)吡啶甲酸合铱(III)(bis(2-[4,6-difluorophenyl]pyridinato-N,C2’)iridium(III)picolinate)；双(2-[4,6-二氟苯基]吡啶-N,C2’)铱(乙酰丙酮)(bis(2-[4,6-difluorophenyl]pyridinato-N,C2’)iridium(acetylacetonate))；双(4,6-二氟苯基吡啶)-3-(三氟甲基)-5-(吡啶-2-基)-1,2,4-三唑合铱(III)(Iridium(III)bis(4,6-difluorophenylpyridinato)-3-(trifluoromethyl)-5-(pyridine-2-yl)-1,2,4-triazolate)；双(4,6-二氟苯基吡啶)-5-(吡啶-2-基)-1H-四唑合铱(III)(Iridium(III)bis(4,6-difluorophenylpyridinato)-5-(pyridine-2-yl)-1H-tetrazolate)；双[2-(4,6-二氟苯基)吡啶-N,C2']铱(III)四(1-吡唑基)硼酸盐/酯(bis[2-(4,6-difluorophenyl)pyridinato-N,C^2']iridium(III)tetra(1-pyrazolyl)borate)；双[2-(2’-苯并噻吩基)-吡啶-N,C3’]铱(III)(乙酰丙酮)(bis[2-(2’-benzothienyl)-pyridinato-N,C3’]iridium(III)(acetylacetonate))；双[(2-苯基喹啉基)-N,C2’]铱(III)(乙酰丙酮)(bis[(2-phenylquinolyl)-N,C2’]iridium(III)(acetylacetonate))；双[(1-苯基异喹啉-N,C2’)]铱(III)(乙酰丙酮)(bis[(1-phenylisoquinolinato-N,C2’)]iridium(III)(acetylacetonate))；双[(二苯并[f,h]喹诺并-N,C2’)铱(III)(乙酰丙酮)(bis[(dibenzo[f,h]quinoxalino-N,C2’)iridium(III)(acetylacetonate))；三(2,5-双-2’-(9’,9’-二己基芴)吡啶)铱(III)(tris(2,5-bis-2’-(9’,9’-dihexylfluorene)pyridine)iridium(III))；三[1-苯基异喹啉-N,C2’]铱(III)(tris[1-phenylisoquinolinato-N,C2’]iridium(III))；三-[2-(2’-苯并噻吩基)-吡啶-N,C3’]铱(III)(tris-[2-(2’-benzothienyl)-pyridinato-N,C3’]iridium(III))；三[1-噻吩-2-基异喹啉-N,C3’]铱(III)](tris[1-thiophen-2-ylisoquinolinato-N,C3’]iridium(III))；三[1-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)异喹啉-(N,C3’)铱(III))(tris[1-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)isoquinolinato-(N,C3’)iridium(III)))；双(2-苯基吡啶-N,C2’)铱(III)(乙酰丙酮)[Ir(ppy)₂(acac)](bis(2-phenylpyridinato-N,C2’)iridium(III)(acetylacetonate)[Ir(ppy)₂(acac)])；双(2-(4-甲苯基)吡啶-N,C2’)铱(III)(乙酰丙酮)[Ir(mppy)₂(acac)](bis(2-(4-tolyl)pyridinato-N,C2’)iridium(III)(acetylacetonate)[Ir(mppy)₂(acac)])；双(2-(4-叔丁基)吡啶-N,C2’)铱(III)(乙酰丙酮)[Ir(t-Buppy)₂(acac)](bis(2-(4-tert-butyl)pyridinato-N,C2’)iridium(III)(acetylacetonate)[Ir(t-Buppy)₂(acac)])；三(2-苯基吡啶-N,C2’)铱(III)[Ir(ppy)₃](tris(2-phenylpyridinato-N,C2’)iridium(III)[Ir(ppy)₃])；双(2-苯基恶唑啉-N,C2’)铱(III)(乙酰丙酮)[Ir(op)₂(acac)](bis(2-phenyloxazolinato-N,C2’)iridium(III)(acetylacetonate)[Ir(op)₂(acac)])；三(2-(4-甲苯基)吡啶-N,C2’)铱(III)[Ir(mppy)₃](tris(2-(4-tolyl)pyridinato-N,C2’)iridium(III)[Ir(mppy)₃])；双[2-苯基苯并噻唑-N,C2’]铱(III)(乙酰丙酮)(bis[2-phenylbenzothiazolato-N,C2’]iridium(III)(acetylacetonate))；双[2-(4-叔丁基苯基)苯并噻唑-N,C2’]铱(III)(乙酰丙酮)(bis[2-(4-tert-butylphenyl)benzothiazolato-N,C2’]iridium(III)(acetylacetonate))；双[(2-(2’-噻吩基)吡啶-N,C3’)]铱(III)(乙酰丙酮)(bis[(2-(2’-thienyl)pyridinato-N,C3’)]iridium(III)(acetylacetonate))；三[2-(9.9-二甲基芴-2-基)吡啶-(N,C3’)]铱(III)(tris[2-(9.9-dimethylfluoren-2-yl)pyridinato-(N,C3’)]iridium(III))；三[2-(9.9-二甲基芴-2-基)吡啶-(N,C3’)]铱(III)(tris[2-(9.9-dimethylfluoren-2-yl)pyridinato-(N,C3’)]iridium(III))；双[5-三氟甲基-2-[3-(N-苯基咔唑基)吡啶-N,C2’]铱(III)(乙酰丙酮)(bis[5-trifluoromethyl-2-[3-(N-phenylcarbzolyl)pyridinato-N,C2’]iridium(III)(acetylacetonate))；(2-PhPyCz)₂Ir(III)(acac)等。

1.(Btp)₂Ir(III)(acac)；双[2-(2’-苯并噻吩基)-吡啶-N,C3’]铱(III)(乙酰丙酮)

2.(Pq)₂Ir(III)(acac)；双[(2-苯基喹啉基)-N,C2’]铱(III)(乙酰丙酮)

3.(Piq)₂Ir(III)(acac)；双[(1-苯基异喹啉-N,C2’)]铱(III)(乙酰丙酮)

4.(DBQ)₂Ir(acac)；双[(二苯并[f,h]喹诺并-N,C2’)铱(III)(乙酰丙酮)

5.[Ir(HFP)₃]，三(2,5-双-2’-(9’,9’-二己基芴)吡啶)铱(III)

6.Ir(piq)₃；三[1-苯基异喹啉-N,C2’]铱(III)

7.Ir(btp)₃；三-[2-(2’-苯并噻吩基)-吡啶-N,C3’]铱(III)

8.Ir(tiq)₃；三[1-噻吩-2-基异喹啉-N,C3’]铱(III)

9.Ir(fliq)₃；三[1-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)异喹啉-(N,C3’)铱(III))

发光层的厚度可以改变。在一个实施方式中，发光层具有在约1nm至约200nm、5nm至约150nm、约10nm至约50nm、或约20nm、或约30nm范围内的厚度。

可选的过渡层(诸如过渡层60)可以包含纳米结构材料和电荷传输材料(例如空穴传输材料或电子传输材料)的混合物。通常，电荷传输材料的特征取决于过渡层的位置。例如，被布置于发光层和空穴传输层之间的过渡层可以包含空穴传输材料和纳米结构材料的混合物；和/或被布置于发光层和电子传输层之间的过渡层可以包含电子传输材料和纳米结构材料的混合物。纳米结构材料可以具有与其混合的材料类似的电荷传输性质。例如，具有空穴传输性质的纳米结构材料可以与空穴传输材料一起混合于过渡层中；和/或具有电子传输性质的纳米结构材料可以与电子传输材料一起混合于过渡层中。

过渡层的厚度可以改变。在一些实施方式中，过渡层可以具有约1nm至约50nm、约5nm至约30nm、或约8nm至约15nm的厚度。在一些实施方式中，不存在过渡层。

在一个过渡层中，纳米结构材料与电荷传输材料的重量比可以改变，例如约10:1至约1:10、约1.2:1至约1:1.2、或1:1至约1:10、或者任意这些值所界定的范围内或任意这些值之间的任意比例。

如果存在的话，空穴传输层(诸如空穴传输层15)可以被布置于阳极和发光层之间。空穴传输层可以包含至少一种空穴传输材料。空穴传输材料可以包括但不限于可选地被取代的化合物诸如芳族取代的胺、咔唑、聚乙烯咔唑(PVK)，例如聚(9-乙烯咔唑)；聚芴；聚芴共聚物；聚(9,9-二-正辛基芴-交替-苯并噻二唑)(poly(9,9-di-n-octylfluorene-alt-benzothiadiazole))；聚(对亚苯基)；聚[2-(5-氰基-5-甲基己氧基)-1,4-亚苯基]；联苯胺；苯二胺；酞菁金属络合物；聚乙炔；聚噻吩；三苯胺；恶二唑；铜酞菁；1,1-双(4-双(4-甲基苯基)氨基苯基)环己烷；2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉；3,5-双(4-叔丁基-苯基)-4-苯基[1,2,4]三唑；3,4,5-三苯基-1,2,3-三唑；4,4’,4’-三(3-甲基苯基苯基氨基)三苯胺(MTDATA)；N,N’-双(3-甲基苯基)N,N’-二苯基-[1,1’-联苯]-4,4’-二胺(TPD)；4,4’-双[N-(萘基)-N-苯基-氨基]联苯(α-NPD)；4,4',4”-三(咔唑-9-基)-三苯胺(TCTA)；4,4’-双[N,N’-(3-甲苯基)氨基]-3,3’-二甲基联苯(HMTPD)；4,4’-N,N’-二咔唑-联苯(CBP)；1,3-N,N-二咔唑-苯(mCP)；双[4-(p,p’-二甲苯基-氨基)苯基]二苯基硅烷(DTASi)；2,2’-双(4-咔唑基苯基)-1,1’-联苯(4CzPBP)；N,N’N”-1,3,5-三咔唑苯(tCP)；N,N'-双(4-丁基苯基)-N,N'-双(苯基)联苯胺；N,N'-二(萘-1-基)-N,N'-二苯基-联苯胺(NPB)或类似物。

如果存在的话，电子传输层(诸如电子传输层30)可被布置于阴极和发光层之间。电子传输材料的例子可以包括但不限于可选地被取代的化合物，例如2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-恶二唑(PBD)；1,3-双(N,N-叔丁基苯基)-1,3,4-恶二唑(OXD-7)，1,3-双[2-(2,2’-联吡啶-6-基)-1,3,4-恶二唑-5-基]苯；3-苯基-4-(1’-萘基)-5-苯基-1,2,4-三唑(TAZ)；2,9-二甲基-4,7-二苯基-菲咯啉(浴铜灵或BCP)；三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)；和1,3,5-三(2-N-苯基苯并咪唑基)苯；1,3-双[2-(2,2’-联吡啶-6-基)-1,3,4-恶二唑-5-基]苯(BPY-OXD)；3-苯基-4-(1’-萘基)-5-苯基-1,2,4-三唑(TAZ)，2,9-二甲基-4,7-二苯基-菲咯啉(浴铜灵或BCP)；和1,3,5-三[2-N-苯基苯并咪唑-z-基]苯(TPBI)。在一个实施方式中，电子传输层是喹啉铝(Alq₃)、2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-恶二唑(PBD)、菲咯啉、喹喔啉、1,3,5-三[N-苯基苯并咪唑-z-基]苯(TPBI)或其衍生物或组合。

电子传输层的厚度可以改变。例如一些电子传输层可以具有约5nm至约200nm、约10nm至约80nm、或者约20nm至约40nm的厚度。

如果期望的话，发光装置中可以包含其他层，诸如电子注入层(EIL)、空穴阻挡层(HBL)、激子阻挡层(EBL)、空穴注入层(HIL)等。除了分离的各层之外，这些材料中的一些可以组合成单个层。

如果存在的话，电子注入层可以在阴极层和发光层之间。能够包含于电子注入层中的合适材料的实例包括但不限于可选地被取代的化合物，该化合物选自如下：喹啉铝(Alq₃)、2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-恶二唑(PBD)、菲咯啉、喹喔啉、1,3,5-三[N-苯基苯并咪唑-z-基]苯(TPBI)、三嗪、8-羟基喹啉的金属螯合物诸如三(8-羟基喹啉)铝、和金属硫代羟喹啉酸化合物(metal thioxinoid compound)诸如双(8-喹啉硫醇根)锌(bis(8-quinolinethiolato)zinc)。在一个实施方式中，电子注入层是喹啉铝(Alq₃)、2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-恶二唑(PBD)、菲咯啉、喹喔啉、1,3,5-三[N-苯基苯并咪唑-z-基]苯(TPBI)或其衍生物或组合。

如果存在的话，空穴阻挡层可以在阴极和发光层之间。合适的空穴阻挡材料的实例包括但不限于可选地被取代的化合物，该化合物选自如下：浴铜灵(BCP)、3,4,5-三苯基-1,2,4-三唑、3,5-双(4-叔丁基苯基)-4-苯基-[1,2,4]三唑、2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉和1,1-双(4-双(4-甲基苯基)氨基苯基)-环己烷。

在一些实施方式中，发光装置可以包含激子阻挡层。在一个实施方式中，构成激子阻挡层的材料的带隙足够大，从而基本上防止激子扩散。能够包含于激子阻挡层的许多合适的激子阻挡材料对于本领域技术人员来说是已知的。能够构成激子阻挡层的材料的实例包括可选地被取代的化合物，该化合物选自如下：喹啉铝(Alq₃)、4,4’-双[N-(萘基)-N-苯基-氨基]联苯(α-NPD)、4,4’-N,N’-二咔唑-联苯(CBP)和浴铜灵(BCP)，以及具有足以基本上防止激子扩散的足够大的带隙的任意其他材料。

如果存在的话，空穴注入层可以在发光层和阳极之间。合适的空穴注入材料的例子包括但不限于可选地被取代的化合物，该化合物选自如下：聚噻吩衍生物诸如聚(3,4-亚乙基二氧噻吩(PEDOT)/聚苯乙烯磺酸(PSS)，联苯胺衍生物诸如N,N,N',N'-四苯基联苯胺、聚(N,N'-双(4-丁基苯基)-N,N'-双(苯基)联苯胺)，三苯胺或者苯二胺衍生物诸如N,N'-双(4-甲基苯基)-N,N'-双(苯基)-1,4-苯二胺、4,4',4”-三(N-(萘-2-基)-N-苯基氨基)三苯胺，恶二唑衍生物诸如1,3-双(5-(4-二苯基氨基)苯基-1,3,4-恶二唑-2-基)苯，聚乙炔衍生物诸如聚(1,2-双-苄硫基乙炔)(poly(1,2-bis-benzylthio-acetylene))和酞菁金属络合物衍生物诸如酞菁铜。

如果存在的话，在一些实施方式中，光提取材料(诸如光提取材料200)可以是光提取膜。光提取材料200可以被布置于以下上：阳极、阴极、被布置于阳极和光提取材料之间的透明层、和/或被布置于阴极和光提取材料之间的透明层。光提取材料可以包含如上所述的任意纳米结构材料，并且可以包含如上所述的任意纳米结构、以及更大尺寸的纳米结构或微米结构。例如，纳米结构可以具有如下：约400nm、约500nm、约1000nm、约1500nm、约2000nm、约2500nm、约3000nm或任意这些长度所界定的范围内或任意这些长度之间的任意值的平均x尺寸；约50nm、约100nm、约300nm、约500nm、约700nm、约1000nm、约1200nm、约1500nm、约1800nm、约2000nm或任意这些长度所界定的范围内或任意这些长度之间的任意值的平均y尺寸；和/或约10nm、约30nm、约50nm、约70nm、约90nm、约100nm或任意这些长度所界定的范围内或任意这些长度之间的任意值的平均z尺寸。在一些实施方式中，膜中的至少一个颗粒或者膜中颗粒的平均水平可以具有如下的x尺寸、y尺寸或z尺寸：约5nm、约0.01μm、约0.02μm、约0.05μm、约0.1μm、约0.5μm、约1μm、约2μm、约5μm、约10μm、约20μm、约50μm、约100μm、约150μm、约200μm、约500μm、约1000μm、或任意这些值所界定的范围内或任意这些值之间的任意长度。

在一些实施方式中，光提取材料可以包含形成于光提取层表面内或表面上的规则的、准规则的或随机的纳米结构，或者具有上述纳米结构的材料的单独可选层，其中这样的纳米结构形成于该单独可选层的表面内。合适的实例包括但不限于如美国专利7957621、7799416、6707611和6354709中所描述的棱柱表面的层，这些美国专利通过引用并入涉及亮度增强膜的内容(例如在品牌名Vikuti下由3M(Minneapolis,MN)所出售的那些)。其他合适的例子是具有以下性质的光提取材料，其包括含有透明或半透明材料并且具有形成于其表面上的周期性图案的层。一个合适的实例是在透明或半透明材料的表面内形成的半球形或梯形形状的周期性或重复性图案的微镜阵列(MLA)。合适的例子包括但不限于美国专利Nos.6594079和7864450，其通过引用并入涉及微镜阵列或泡阵列(bubble array)层的内容。

光提取材料的厚度可以改变。在一些实施方式中，光提取材料可以具有纳米至微米范围的厚度。例如，材料厚度可以是约5μm至约100μm、约0.1μm至约100μm、约500nm、约0.1μm、约1μm、约1.3μm、约3μm、或约4μm、约5μm、约7μm、约10μm、约20μm、约100μm、或者任意这些值所界定的范围内或任意这些值之间的任意厚度。

光提取材料的层可以包含许多小孔或空隙。例如，光提取材料的层可以包含多个总体积如下空隙总体积可以是膜体积的约50％至约99％、约50％至约90％、50％、约70％、约80％；约85％、约90％、约95％或约99％，或者任意这些值所界定的范围内或任意这些值之间的任意总体积百分数。

在一些实施方式中，光提取材料的层可以包含多个空隙，其数目和尺寸使得膜的厚度可以具是无空隙的相同材料的膜厚度的约2倍至约100倍、约10倍至约50倍、约2倍、约10倍、至多约50倍、或100倍，或者任意这些值所界定的范围内或任意这些值之间的任意厚度比。例如，膜可以具有约5μm的厚度，而如果该膜无空隙的话相同材料的膜会具有800nm的厚度。

空隙的尺寸可以改变。可以以与上面对纳米结构描述类似的方式来量化空隙的尺寸。在一些实施方式中，至少约10％的空隙具有约0.5μm至约5μm、约1μm至约4μm、约0.5μm、约1μm、约2μm、约3μm、约4μm、约5μm、或者任意这些值所界定的范围内或任意这些值之间任意长度的最大尺寸或x尺寸。在一些实施方式中，膜中的至少一个空隙、或膜中空隙的平均水平可以具有如下的x尺寸、y尺寸或z尺寸：约5μm至约1000μm、约5μm至约2μm、约5nm、约0.01μm、约0.02μm、约0.05μm、约0.1μm、约0.5μm、约1μm、约2μm、约5μm、约10μm、约20μm、约50μm、约100μm、约150μm、约200μm、约500μm、约1000μm，或者任意这些值所界定的或任意这些值之间的任意长度。

光提取材料的密度可以改变，并且可受空隙、材料或其他因素影响。在一些实施方式中，包含空隙的膜的密度可以是约0.005皮克/μm³至约0.9皮克/μm³、约0.05皮克/μm³至约0.7皮克/μm³、约0.005皮克/μm³、约0.05皮克/μm³、约0.1皮克/μm³、约0.3皮克/μm³、0.5皮克/μm³、约0.7皮克/μm³、约0.9皮克/μm³，或者任意这些值所界定的范围内或任意这些值之间的任意密度。

光提取材料的折射率可以改变。例如，折射率可以是约1.1至约1.8、约1.5至约1.8、约1.1、约1.5、约1.7、约1.8，或者任意这些值所界定的范围内或任意这些值之间的任意折射率。在一些实施方式中，光提取层中的材料的折射率可以大于或等于基材的折射率。

此外，与不含纳米结构材料的类似装置相比，包含光提取材料可以使OLED的发光效率或功率效率(例如，表1-5中所示)增加约1％至约50％；约2％至约40％；约10％至约30％；约2％，例如2.22％；约4％，诸如4.17％；约11％，例如10.75％；约12％，例如12.16％；约25％，例如23.8％；约30％，例如28.2％、27.5％或30.61％；约25％，例如26.32％；或者任意这些值所界定的范围内或任意这些值之间的任意增加。

在一些实施方式中，光提取层或光提取材料的层与纳米结构材料的组合可以是协同的。例如，与仅具有提取层的OLED和仅具有纳米结构的OLED的增加光输出总和相比，在OLED中的分散可以增加更多光输出。这一原理示于表A中。

表A.协同光输出

装置	相对于仅OLED X时光输出或效率的增加
		OLED X	-
OLED X+纳米结构	A
		OLED X+光提取材料	B
OLED X+纳米结构+光提取材料	C

协同作用：C>A+B

例如，如果将纳米结构材料加到OLED X中，光输出、功率效率、发光效率等等可以增加量A。

如果将光提取材料加到OLED X中，光输出、功率效率、发光效率等等可以增加量B。如果将纳米结构材料和光提取材料二者加到OLED X中，则性能参数诸如光输出、功率效率、发光效率等等可以增加量C。

如果OLED中光提取材料与纳米结构材料的组合以协同方式增加装置的性能参数诸如光输出、发光效率或功率效率，则C将会大于A+B。协同增加可以量化为百分数，例如：

协同增加＝[100×(C-A-B)]/(A+B)

例如，如果A是10％、B是10％且C是25％，则协同增加是25％(100×5/20)。

在一些实施方式中，协同增加是约15％至约60％、约15％至约50％,约20％至约25％、约17％、约20％、约23％、约24％、约25％、约50％，或者任意这些值所界定的范围内或任意这些长度之间的任意协同增加。

在一些实施方式中，在OLED中光提取层与纳米结构材料的组合可以使光输出增加约70％或更多。使用本领域中已知的技术，如本文中所提供的指导所告知的，能够制造包含主体化合物的发光装置。

包含如下实施方式：

实施方式1.发光装置，其包含：

布置于阳极和阴极之间的发光层；

包含第一电荷传输材料并且布置于所述发光层和所述阳极或所述阴极之间的第一电荷传输层；和

布置于所述第一电荷传输层和所述发光层之间、或者与所述第一电荷传输层和所述发光层接触的纳米结构材料。

实施方式2.如实施方式1所述的发光装置，其中由所述装置发射的光穿过所述第一电荷传输层。

实施方式3.如实施方式1所述的发光装置，其中所述第一电荷传输层是布置于所述发光层和所述阴极之间的电子传输层。

实施方式4.如实施方式2所述的发光装置，其还包含布置于所述发光层和所述阳极之间的空穴传输层。

实施方式5.如实施方式1所述的发光装置，其中所述第一电荷传输层是布置于所述发光层和所述阳极之间的空穴传输层。

实施方式6.如实施方式5所述的发光装置，其还包含布置于所述发光层和所述阴极之间的电子传输层。

实施方式7.如前面实施方式中任意一项所述的发光装置，其中所述纳米结构材料是基本上渗入纳米结构接触的层或者使纳米结构接触的层变形的纳米结构的形式。

实施方式8.如前面实施方式中任意一项所述的发光装置，其中纳米结构材料的至少一部分包含多个布置于最靠近所述第一电荷传输层的发光层的表面上的纳米结构。

实施方式9.如前面实施方式中任意一项所述的发光装置，其中纳米结构材料的至少一部分在过渡层中，所述过渡层包含所述第一电荷传输材料和所述纳米结构材料的混合物并且布置于所述发光层和所述第一电荷传输层之间。

实施方式10.如前面实施方式中任意一项所述的发光装置，其中所述纳米结构材料包含有机化合物。

实施方式11.如实施方式10所述的发光装置，其中所述有机化合物具有稳定的平面构象。

实施方式12.如实施方式10所述的发光装置，其中所述有机化合物包含可选地被取代的芳族或杂芳族的环或环状体系。

实施方式13.如实施方式10所述的发光装置，其中所述有机化合物是：

实施方式14.如实施方式1所述的发光装置，其还包含光提取材料。

实施方式15.如前面实施方式中任意一项所述的发光装置，其中所述纳米结构材料具有在每cm²所述发光层表面的面积上约1ng至约500ng的总质量。

实施方式16.如实施方式15所述的发光装置，其中所述纳米结构材料具有在每cm²所述发光层表面的面积上约10ng至约100ng的总质量。

实施方式17.如实施方式9-14所述的发光装置，其中所述过渡层具有约1:1至约1:10的纳米结构材料与电荷传输材料的重量比。

实施方式18.如前面实施方式中任意一项所述的发光装置，其中与除缺乏所述纳米结构材料外相同的装置相比，所述纳米结构材料使所述装置的发光效率增加至少约5％。

实施方式19.如前面实施方式中任意一项所述的发光装置，其还包含光提取材料，所述光提取材料布置于以下物质之上：所述阳极、所述阴极、被布置于所述阳极和所述光提取层之间的透明层、或布置于所述阴极和所述光提取层之间的透明层。

实施方式20.如实施方式19所述的发光装置，其中与除缺乏所述光提取材料外相同的装置相比，所述光提取材料使所述装置的功率效率增加至少约10％。

实施方式21.如实施方式19所述的发光装置，其中所述纳米结构材料与所述光提取材料的组合协同地增加所述装置的发光效率。

实施方式22.如实施方式21所述的发光装置，其中所述纳米结构材料与所述光提取材料的组合使所述装置的发光效率协同地增加至少15％。

实施例1A

以和的速率，将3,5-二[3-(苯并恶唑-2-基)苯基]吡啶(IOC-1)气相沉积于Si基材上的主体-1的30nm厚涂层上。在10^-7torr(1torr＝约130Pa)的压强下，使带手套箱的真空沉积系统来进行气相沉积。图6A示出了以(图6A)、(图6B)和(图6C)的沉积速率具有0.4nm标称厚度的IOC-1的表面的扫描电子显微镜图像。

实施例1B

除了以(图6D)、(图6E)和(图6F)的速率沉积IOC-1之外，以实施例1A中所述方式类似的方式构建其他表面(标称厚度约)。图6D、6E和6F示出了具有标称厚度且在如上所述沉积速率下沉积的表面的扫描电子显微镜图像。这些扫描电子显微镜图像表明了，能够被描述为纤维形、针形或胶囊形的纳米结构。

实施例1C

除了沉积标称厚度的IOC-2层(图6G)而非IOC-1之外，以实施例1A中所述方式类似的方式构建其他表面(标称厚度约)。图6G示出了在的沉积速率下具有10埃的5,5”-双(苯并恶唑-2-基)-3,3':5',3”-三联吡啶(IOC-2)的标称厚度的表面(图6G)的扫描电子显微镜图像。这些扫描电子显微镜图像表明了能够被描述为纤维形、针形或胶囊形的纳米结构。

实施例1D

除了沉积标称厚度的IOC-3层(图6H和6I)而非IOC-1之外，以实施例1A中所述方式类似的方式构建其他表面(标称厚度约)。图6H和6I示出了在的沉积速率下具有的IOC-3的标称厚度的表面(分别图6H和6I)的扫描电子显微镜图像。这些扫描电子显微镜图像表明了能够被描述为圆拱形、圆形或半球形的纳米结构。

实施例2

具有0.4mm厚多个纳米结构沉积的发光装置和对照装置的制造

图7A描绘了装置A的结构，该装置A如下制备：通过在洗涤剂、去离子水、丙酮和2-丙醇中超声连续清洗ITO阳极520涂布的玻璃基材510，然后在110℃下烘烤3小时，随后用氧等离子体处理30分钟。在4000rpm下将PEDOT:PSS的空穴注入层530(从H.C.Starck购得的HIL 1.1)旋涂到预先清洗过并且O₂-等离子体处理过的(ITO)-基材上，并在180℃下退火10分钟，得到大约40nm的厚度。在带手套箱的真空沉积系统中，在10^-7torr的压强下，先将NPB的空穴传输层540以0.1nm/s的沉积速率沉积到PEDOT/PSS层的顶部，得到40nm厚的膜。将掺杂了10重量％红色磷光发射物Ir(piq)₂acac的主体-2的20nm厚发光层550沉积到空穴传输层540的顶部。随后，以大约0.01nm/s的沉积速率沉积IOC-1的多个纳米结构560的0.4nm厚沉积物(通过Quartz传感器测量)，之后分别在0.05nm/s下共沉积IOC-1和TPBi的过渡层570，厚度为8nm。然后，在0.1nm/s下沉积TPBi的32nm厚电子传输层580，以保持电子传输材料的总厚度为约40nm。通过阴极590来完成该装置，其中阴极590包含分别在0.015nm/s和0.3nm/s的沉积速率下连续地沉积(未示出)的LiF(1nm)和Al(100nm)层。

对于对照装置1，通过在洗涤剂、去离子水、丙酮和2-丙醇中超声连续清洗ITO阳极涂布的玻璃基材，然后在110℃下烘烤3小时，随后用氧等离子体处理30分钟。在4000rpm下将PEDOT:PSS的空穴注入层(从H.C.Starck购得的HIL 1.1)旋涂到预先清洗过并且O₂-等离子体处理过的(ITO)-基材上，并在180℃下退火10分钟，得到大约40nm的厚度。在带手套箱的真空沉积系统中，在10^-7torr的压强下，先将NPB的空穴传输层以0.1nm/s的沉积速率沉积到PEDOT/PSS层的顶部，得到40nm厚的膜。将掺杂了10重量％红色磷光发射物Ir(piq)₂acac的主体-2的20nm厚发光层沉积到空穴传输层的顶部。然后，以大约0.1nm/s的沉积速率沉积1,3,5-三[2-N-苯基苯并咪唑-2-基]苯(TPBI)的40nm厚电子传输层。然后，通过阴极来完成该装置，其中阴极包含分别在0.015nm/s和0.3nm/s的沉积速率下连续地沉积的LiF(1nm)和Al(100nm)层。各个装置均具有1.6cm²的面积。

实施例3

装置A的性能

通过用自产软件控制的Keithley 2612A数字表(Keithley Instruments,Inc.,Cleveland,OH,USA)和PhotoResearch PR-670光谱仪(Photo Research,Inc.,Chatsworth,CA,USA)测定该装置的电流-电压-亮度(I-V-L)特征和EL光谱。所有装置操作都在充满氮气的手套箱内部进行。

图8是实施例2的装置的发光效率和功率效率与亮度的图表。与对照装置1(方形所示)相比，具有多个纳米结构和过渡层的装置A(用三角形表示)具有高出17.5％的发光效率和高出19％的功率效率。

实施例4

使用与装置A的制造过程相同的制备过程来制备装置A2，不同之处在于多个纳米颗粒560的厚度为0.3nm、过渡层570的厚度为8nm以及电子传输层580的厚度为35nm外。制备装置A3，使其与装置A2相同，但其具有沉积于玻璃基材510的外表面上的光提取层(Vikuiti亮度增强膜II,3M,St.Paul MN)。对照装置2与对照装置1相同，但其具有沉积于玻璃基材510的外表面上的光提取层(Vikuiti亮度增强膜II,3M,St.Paul MN)。

图9是对照装置1(方形数据点)、对照装置2(三角形数据点)和装置A2(空心圆)的发光效率和功率效率的图表。图10是对照装置1(方形数据点)、装置A2(空心圆数据点)和装置A3(菱形数据点)的发光效率和功率效率的图表。

与对照装置1相比，装置A2具有高出28.2％的发光效率和高出27.5％的功率效率。与对照装置1(无增强层/纳米结构)相比，对照装置2(具有亮度增强膜的对照装置1)具有高出25％和发光效率和高出23.8％的功率效率。与对照装置1相比，装置A3具有高出69.3％的发光效率和高出70.8％的功率效率。装置A3(既具有纳米颗粒又具有亮度增强层)表现出比单独地要么具有纳米结构要么具有亮度增强层或者两种实施方式单独的总和更高的增强。在1000cd/m²上的结果总结于表1中。

表1

实施例5

使用与装置A相同结构和制造过程，来制备装置G、I和K(图17A)，不同之处在于阳极520的厚度为110nm、HTL 540的厚度为30nm、光发射层550的厚度为30nm、无过渡层570、并且电子传输层580的厚度为40nm。装置G、I和K彼此的区别在于发射层550中所使用的发射材料(装置G[红色发射]：主体-2：Ir(piq)₂acac 10％重量％；装置I[黄色发射]：主体-2：YE-01 10％重量；和装置K[蓝色发射]：未掺杂的主体-2)。其他装置的制造类似于装置G、I和K，但改变沉积速率，在一些情况下0.1A/sec并且在一些情况下0.5A/sec。这些装置的输出增强示于图12A-12C中。制备装置H、J和L，以使其与装置G、I和K相同，但它们具有沉积于玻璃基材510的外表面上的微镜阵列膜。对照装置3、5和7与对照装置1相同，但阳极520的厚度为110nm、空穴传输层540(NPB)的厚度为30nm、光发射层550的厚度为30nm。以与对照装置3、5和7类似的方式，来制造对照装置4、6和8，但它们包含沉积于玻璃基材510的外表面上的额外的光提取层(半球型微镜阵列(MLA)，其具有5um的半球直径、2.5um的高度和5um的周期)。

在1000cd/m²上的结果总结于表2、3和4中。

表2(红色发射)

表3(黄色发射)

表4蓝色发射

实施例6

如图7C一般性地示出的，以如上装置G-L和对照装置3-8相类似的方式，构造装置M-P和对照装置9-14，但使用化合物IOC-2而非化合物IOC-1来作为多个纳米结构。结果示于下表5-8中：

表5(红色发射)

黄色发射

蓝色发射

实施例7

图7B描绘了装置M的结构，装置M如下制备：

通过在洗涤剂、去离子水、丙酮和2-丙醇中超声连续清洗SiN涂布的玻璃基材，然后在约110℃下烘烤约3小时，随后用氧等离子体处理约30分钟。在带手套箱的真空沉积系统中，在10^-7torr的压强下，先将MoO₃的空穴注入层530沉积到阳极520(其中阳极520是以0.05nm/s的沉积速率沉积到基材510上的)的顶部，得到10nm厚的膜，然后将540NPB的空穴传输层以0.1nm/s的沉积速率沉积到空穴注入层530层的顶部上，得到40nm厚的膜。将掺杂了10重量％红色磷光发射物Ir(piq)₂acac的主体-2的20nm厚发光层550沉积到空穴传输层540的顶部。随后，以大约的沉积速率沉积IOC-2的多个纳米结构560的0.4nm厚沉积物(通过Quartz传感器测量)。然后，在0.1nm/s下沉积TPBi的40-nm厚电子传输层580，并且在0.015nm/s下将LiF的1nm厚电子注入层590沉积到TPBi的顶部。通过阴极600来完成该装置，其中阴极600包含分别在0.1nm/s和0.3nm/s的沉积速率下共沉积的Mg:Ag(20nm，比例为1:3)混合层。如上所述来构造两个额外的实施方式，不同之处在于，以大约和的沉积速率沉积IOC-2的多个纳米结构560的0.4nm厚沉积物(通过Quartz传感器测量)。

以相同的方法制备参照装置，不同之处在于略去了0.4nm厚IOC-1层。结果总结于下表5中。

表5

实施例8

制备具有图7B中所示结构的红色TE-OLEDs。发射波长为630nm。在三个不同的装置中，0.4nm厚IOC-2层的沉积速率分别为0.01nm/s、0.03nm/s和0.05nm/s。可以预料，当以如上所述相同的方式测试该装置时，该装置的功率效率和发光效率会展现出如上所述相同的优点。

实施例9

以与装置A相同的方式制备装置D、装置E和装置F，不同之处在于：对装置D来说以0.05nm/s、对装置E来说以0.3nm/s以及对装置F来说以0.5nm/s的速率沉积多个纳米结构。图11描绘了随着沉积速率增加而增加的发光效率和功率效率的图。

除非另外指明，否则说明书和权利要求书中使用的表达成分数量、性质诸如分子量、反应条件等等的所有数字应被理解为在一切情况下由术语“约”修饰的。因此，除非有相反的说明，否则说明书和所附权利要求书中所述的数值参数为近似值，其可以根据想要获得的所期望的性质而变化。最起码，并且不试图限制将等同原则应用于权利要求的范围，每个数值参数至少应根据所报道的有效位数的数值并应用普通四舍五入法来理解。

除非本文另有指明或与上下文明显矛盾，描述本发明的上下文中(尤其在权利要求书的上下文中)使用的术语“一个”、“一种”和“所述”以及类似提法应当被理解为既包括单数又包括复数。除非本文另有指明或与上下文明显矛盾，本文中所描述的所有方法可以以任意合适的顺序进行。本文中所提供的任何实施例和所有实施例或示例性的语言(例如“例如”)的使用仅仅用于更好地说明本发明，而不用于限制本发明的保护范围。说明书中的语言不应当解释为任何未声明的元素对本发明的实施是必须的。

本文公开的替换性要素或实施方式的组不应被理解为限制。每个组成员可被个别地采用和被个别地要求保护，或以与该组其它成员或本文中找到的其它元素的任何组合来被采用和要求保护。可以预见到，为了方便和/或可专利性的理由，组中的一个或多个成员可被包括进一组或从中删除。当任何此类包括或删除发生时，说明书在此被看作为含有经过改动的组，因此满足对所附权利要求书中所用的任何和全部马库什组的书面描述。

本文中描述了某些实施方式，其包括发明人已知用来实施本发明的最佳方式。当然，在阅读前述说明书之后，对这些所描述的实施方式的改动对于本领域普通技术人员来说将是明显的。本发明的发明人预见了本领域技术人员合适地运用此类改动，并且发明人预期本发明可以以除了本文中具体描述的方式之外的方式来实现。因此，只要适用法律允许，权利要求包含了权利要求中所提到的主题的所有改动和等同物。此外，在其所有可能的变化中，上面提到的元素的任何组合都被包括进本发明，除非本文另有指明或与上下文明显矛盾。

最后，应当理解，本文中公开的实施方式是为了阐述本发明的原理。可以进行的其它改动也落在本发明的范围内。因此，举例而言，而非限制，可按照本文中的教导来使用本发明的替代性实施方式。因此，本发明不被限制为仅仅是本文中所示和所述的实施方式。

Claims

1.一种发光装置，其包含：

布置于阳极和阴极之间的发光层；

包含第一电荷传输材料并且布置于所述发光层和所述阳极或所述阴极之间的第一电荷传输层；布置于所述第一电荷传输层和所述发光层之间、或者与所述第一电荷传输层和所述发光层接触的纳米结构材料，

其中所述纳米结构材料包含有机化合物；并且

其中所述有机化合物包含被取代的或未被取代的芳族或杂芳族的环或环状体系，并且所述有机化合物包含与用于所述发光层的材料和用于所述第一电荷传输层的材料并不相同的材料。

2.如权利要求1所述的发光装置，其中由所述装置发射的光穿过所述第一电荷传输层。

3.如权利要求1所述的发光装置，其中所述第一电荷传输层是布置于所述发光层和所述阴极之间的电子传输层。

4.如权利要求2所述的发光装置，其还包含布置于所述发光层和所述阳极之间的空穴传输层。

5.如权利要求1所述的发光装置，其中所述第一电荷传输层是布置于所述发光层和所述阳极之间的空穴传输层。

6.如权利要求5所述的发光装置，其还包含布置于所述发光层和所述阴极之间的电子传输层。

7.如权利要求1至6中任意一项所述的发光装置，其中所述纳米结构材料是渗入纳米结构接触的层或者使纳米结构接触的层变形的纳米结构的形式。

8.如权利要求1至6中任意一项所述的发光装置，其中所述纳米结构材料的至少一部分包含多个布置于最靠近所述第一电荷传输层的发光层的表面上的纳米结构。

9.如权利要求1至6中任意一项所述的发光装置，其中所述纳米结构材料的至少一部分在过渡层中，所述过渡层包含所述第一电荷传输材料和所述纳米结构材料的混合物并且布置于所述发光层和所述第一电荷传输层之间。

10.如权利要求1所述的发光装置，其中所述有机化合物具有稳定的平面构象。

11.如权利要求1所述的发光装置，其中所述有机化合物是：

12.如权利要求1所述的发光装置，其还包含含有光提取材料的光提取层。

13.如前面权利要求1-6和10-12中任意一项所述的发光装置，其中所述纳米结构材料具有在每cm²所述发光层表面的面积上1ng至500ng的总质量。

14.如权利要求13所述的发光装置，其中所述纳米结构材料具有在每cm²所述发光层表面的面积上10ng至100ng的总质量。

15.如权利要求9所述的发光装置，其中所述过渡层具有1:1至1:10的纳米结构材料与第一电荷传输材料的重量比。

16.如权利要求1-6和10-12中任意一项所述的发光装置，其中与除缺乏所述纳米结构材料外相同的装置相比，所述纳米结构材料使所述装置的发光效率增加至少5％。

17.如权利要求1-6和10-12中任意一项所述的发光装置，其还包含含有光提取材料的光提取层，所述光提取材料布置于以下物质之上：所述阳极、所述阴极、布置于所述阳极和所述光提取层之间的透明层、或布置于所述阴极和所述光提取层之间的透明层。

18.如权利要求17所述的发光装置，其中与除缺乏所述光提取材料外相同的装置相比，所述光提取材料使所述装置的功率效率增加至少10％。

19.如权利要求17所述的发光装置，其中所述纳米结构材料与所述光提取材料的组合协同地增加所述装置的发光效率。

20.如权利要求19所述的发光装置，其中所述纳米结构材料与所述光提取材料的组合使所述装置的发光效率协同地增加至少15％。