CN118414013A

CN118414013A - 有机电致发光装置

Info

Publication number: CN118414013A
Application number: CN202410127754.7A
Authority: CN
Inventors: 赵浩楠; S·R·福里斯特
Original assignee: University of Michigan
Current assignee: University of Michigan
Priority date: 2023-01-30
Filing date: 2024-01-30
Publication date: 2024-07-30

Abstract

本申请涉及有机电致发光装置。有机发光装置包括阳极和阴极；定位在所述阳极与所述阴极之间的有机发射层，所述有机发射层包括主体材料和掺杂剂；定位在所述阴极与所述有机发射层之间的主体材料层；以及定位在所述阴极与所述主体材料层之间的电荷传输层，其中所述电荷传输层被配置成在所述阴极与所述电荷传输层之间的区域中形成等离激元激子极化激元。还公开了堆叠式装置。

Description

有机电致发光装置

相关申请的交叉引用

本申请要求于2023年12月22日提交的美国临时专利申请第63/613,961号、于2023年12月14日提交的美国临时专利申请第63/610,024号、于2023年7月11日提交的美国临时专利申请第63/512,966号、于2023年6月28日提交的美国临时专利申请第63/510,702号、于2023年4月10日提交的美国临时专利申请第63/495,197号以及于2023年1月30日提交的美国临时专利申请第63/482,186号的优先权，所述文献中的每一个通过引用以其整体并入本文。

关于联邦资助的研究或开发的声明

本发明是根据美国能源部授予的DE-EE0009688在政府支持下进行的。政府享有本发明的某些权利。

技术领域

本申请涉及有机电致发光装置。

背景技术

出于多种原因，利用有机材料的光电装置变得越来越令人期望。用于制造此类装置的许多材料相对便宜，因此有机光电装置具有优于无机装置的成本优势的潜力。另外，有机材料的固有特性，如其柔性，可以使其非常适合于特定应用，如在柔性基材上的制造。有机光电装置的实例包含有机发光装置(OLED)、有机光电晶体管、有机光伏电池单元和有机光电检测器。对于OLED，有机材料可以具有优于常规材料的性能优势。举例来说，有机发射层发射光的波长通常可以容易地用适当的掺杂剂调节。

磷光有机发光装置(PHOLED)由于其鲜艳的色彩和高效率而广泛应用于显示和照明应用。然而，由于退化基本上是能量驱动的[4-7]，因此相比于绿色和红色PHOLED[3]，显示器中使用的蓝色PHOLED的寿命短得令人无法接受[10-22]。导致蓝色PHOLED寿命短的主要能量驱动机制是三重态极化子(TPA)[5-6]和/或三重态-三重态湮灭(TTA)[4,5,7]。这些反应使激发态的能量大约翻倍，达到约6.0eV[4,11]，这足以使分子内键断裂并且将有机分子转化为非辐射性淬灭中心[5,7,10,11]。

为了在保持高效率的同时使高能湮灭事件的概率最小化，必须通过快速辐射能量转移来降低三重态密度。OLED本质上是包括位于有机层和衬底层中的出耦模式和波导模式以及表面等离激元极化激元(SPP)等[4]的弱多模式微腔[23]。使用微腔对辐射衰减率的增强，被称为珀塞尔效应(Purcell effect)，可以将三重态密度降低到大约珀塞尔因子(PF)的倒数[5,8]，并由此降低TPA和/或TTA的概率。在此，PF为OLED微腔中的三重态辐射衰减率，按其自然辐射衰减率归一化，即PF＝k_r/k_r,0。然而，如图3中描绘的，在常规PHOLED中，向常规金属阴极SPP的弱三重态能量转移仅诱导衰减率的适度变化，这使平衡时的三重态密度高。法西勒(Fusella)等人[24]报告了一种有前途的用于增强衰减率的方法，其通过含Ag纳米立方体的随机阵列的用于顶部发射提取的薄顶金属阴极中的从三重态到SPP的能量转移使绿色PHOLED的寿命翻倍。然而，这种技术带来的复杂性与全色、稳定且可扩展的显示器制造不兼容。在富三重态的OLED中，如磷光OLED(PHOLED)、TADF OLED和高荧光OLED中，三重态极化子湮灭(TPA)和三重态-三重态湮灭(TTA)是导致短寿命的蓝色OLED的两种常见原因。因此，本领域需要改进的装置。

发明内容

下面阐述了本文中公开的本发明的一些实施例，并且可以对这些实施例(或其部分)进行任何组合来定义另一个实施例。

一方面，一种有机发光装置包括阳极；定位在所述阳极上方的有机发射层，所述有机发射层包括主体材料和掺杂剂；定位在所述有机发射层上方的电荷传输层，所述电荷传输层的厚度小于20nm；以及定位在所述电荷传输层上方的金属阴极，其中所述电荷传输层和所述阴极被配置成在所述金属阴极与所述电荷传输层之间形成等离激元激子极化激元。

在一个实施例中，所述装置进一步包括定位在所述阳极下方的反射体。

在一个实施例中，所述反射体包括交替材料层的堆叠。

在一个实施例中，所述反射体和所述阴极形成空腔，所述空腔具有的总空腔Q为5或更小。

在一个实施例中，所述有机发射层的至少一部分位于所述空腔的波腹处。

在一个实施例中，所述金属阴极选自由以下组成的群组：Ag、Au、Ag合金和/或Au合金。

在一个实施例中，所述电荷传输层的厚度小于18nm。

在一个实施例中，所述电荷传输层的厚度小于15nm。

在一个实施例中，所述电荷传输层的厚度小于10nm。

在一个实施例中，所述反射体和所述阴极形成空腔，所述空腔具有的总空腔Q为4或更小。

在一个实施例中，所述反射体和所述阴极形成空腔，所述空腔具有的总空腔Q为3或更小。

在一个实施例中，所述装置进一步包括位于所述金属阴极与所述电荷传输层之间的阻挡层。

在一个实施例中，所述装置进一步包括位于所述金属阴极与所述电荷传输层之间的缓冲层。

在一个实施例中，所述阻挡层防止所述金属阴极与所述电荷传输层之间的扩散。

在一个实施例中，所述阻挡层为两个或更多个层。

在一个实施例中，所述两个或更多个层中的至少一个层由Al制成。

在一个实施例中，所述至少一个层与所述金属阴极相邻。

在一个实施例中，所述至少一个层为小于3nm厚。

在一个实施例中，所述两个或更多个层中的至少一个层为Liq(8-羟基喹啉-锂)。

在一个实施例中，所述至少一个层与所述电荷传输层相邻。

在一个实施例中，所述至少一个层为小于3nm厚。

在一个实施例中，在所述金属阴极与所述电荷传输层之间形成界面。

在一个实施例中，等离激元激子极化激元强度为所述金属阴极与所述电荷传输层的振子强度的函数。

在一个实施例中，所述电荷传输层包括电子传输层。

在一个实施例中，所述电荷传输层包括吸收尾，所述吸收尾与所述发射层的发射光谱的一部分重叠。

另一方面，一种消费者产品包括如以上描述的装置，其中所述消费者产品选自由以下组成的群组：平板显示器、弯曲显示器、计算机监测器、医疗监测器、电视、广告牌、用于内部或外部照明和/或信号传递的灯、抬头显示器、完全或部分透明显示器、柔性显示器、卷轴式显示器、折叠式显示器、伸缩式显示器、激光打印机、电话、蜂窝电话、平板计算机、平板手机、个人数字助理(PDA)、可穿戴装置、膝上型计算机、数码相机、摄录像机、取景器、小于2英寸对角线的微型显示器、3-D显示器、虚拟现实或增强现实显示器、车辆、包括多个拼接在一起的显示器的视频墙、剧院或体育场屏幕、光疗装置以及指示牌。

在一个实施例中，定位在所述阳极上方的所述有机发射层包括位于所述阳极上方的发射体堆叠，所述发射体堆叠包括位于第一发射层与第二发射层之间的电荷产生层，并且其中定位在所述有机发射层上方的厚度小于20nm的所述电荷传输层包括位于所述阳极与所述发射体堆叠之间的空穴传输层和空穴注入层中的至少一者，所述空穴传输层和所述空穴注入层中的至少一者具有吸收尾，所述吸收尾与所述发射体堆叠的第一三重态控制的发射材料的第一发射光谱的至少第一部分重叠，并且所述发射体堆叠进一步包括：衬底；位于所述衬底上方的所述阳极；位于所述发射体堆叠上方的所述金属阴极；以及位于所述发射体堆叠与所述金属阴极之间的电子传输层，所述电子传输层具有吸收尾，所述吸收尾与所述发射体堆叠的第二三重态控制的发射材料的第二发射光谱的至少第二部分重叠。

在一个实施例中，所述空穴传输层和所述空穴注入层中的至少一者的厚度为1nm至40nm，或具有的组合厚度为5nm至40nm

在一个实施例中，所述空穴传输层和所述空穴注入层中的至少一者包括BCFN和HATCN的组合物。

在一个实施例中，所述电子传输层的厚度为5nm至60nm。

在一个实施例中，所述电子传输层包括BPyTP2。

在一个实施例中，所述阳极包括金属阳极。

在一个实施例中，所述电荷产生层的厚度被调谐以使所述第一发射层和所述第二发射层与由所述金属阳极和所述金属阴极限定的金属-金属空腔的所述波腹相匹配。

在一个实施例中，所述第一发射层和所述第二发射层被配置成发射蓝光。

在一个实施例中，所述第一发射层和所述第二发射层各自的厚度为60nm至70nm。

在一个实施例中，所述第一发射层或所述第二发射层包括厚度为5nm包括SiCzCz的第一层、厚度为5nm包括mSiTrz的第二层以及位于所述第一层与所述第二层之间厚度为50nm至60nm包括SiCzCz:SiTrzCz2(1:1)和掺杂6-13vol％的PtON-TBBI的第三层。

在一个实施例中，所述第一发射层或所述第二发射层包括厚度为55nm至65nm包括掺杂18-8vol％的mCBP:Ir(dmp)₃的第一层以及位于所述第一层上方或下方厚度为5nm包括mCBP的第二层。

在一个实施例中，所述电荷产生层的厚度为30nm至100nm。

在一个实施例中，所述电荷产生层包括厚度为8nm至30nm包括BPyTP2的第一层、厚度为15nm至40nm包括BCFN和HATCN的组合物的第二层以及位于所述第一层与所述第二层之间厚度为12nm包括2％ BPyTP2:Li的第三层。

在一个实施例中，所述阳极包括Ag复合电极。

在一个实施例中，所述Ag复合电极包括厚度为20nm至70nm包括ITO的第一层、位于所述第一层上方厚度为2nm至3nm包括Ti或NiCr的第二层、位于所述第二层上方厚度为15nm至20nm包括Ag的第三层、位于所述第三层上方厚度为2nm至3nm包括Al、Ti、TiO₂或NiCr的第四层以及位于所述第四层上方厚度为5nm至20nm包括ITO的第五层。

在一个实施例中，所述衬底包括玻璃。

在一个实施例中，所述装置的寿命增强了至少36倍。

另一方面，一种产品包括如上面描述的装置，所述产品选自由以下组成的群组：平板显示器、弯曲显示器、计算机监测器、计算机、医疗监测器、电视、广告牌、用于内部或外部照明和/或信号传递的灯、抬头显示器、完全或部分透明显示器、柔性显示器、卷轴式显示器、折叠式显示器、伸缩式显示器、激光打印机、电话、移动电话、平板计算机、平板手机、个人数字助理(PDA)、可穿戴装置、膝上型计算机、数码相机、摄录像机、取景器、微型显示器、3-D显示器、虚拟现实或增强现实显示器或装置、车辆、包括多个拼接在一起的显示器的视频墙、剧院或体育场屏幕、光疗装置、相机、成像装置以及指示牌。

另一方面，一种有机发光装置(OLED)包括衬底；位于所述衬底上方的反射体；位于所述反射体上方的第一电极；位于所述第一电极上方的发射层；位于所述发射层上方的电子传输层；以及位于所述电子传输层上方的第二电极，其中所述电子传输层和所述第二电极被配置成在所述第二电极与所述电子传输层之间形成等离激元激子极化激元。

在一个实施例中，所述装置进一步包括位于所述第一电极与所述发射层之间的空穴阻挡层、电子阻挡层、空穴传输层和空穴注入层中的至少一者。

在一个实施例中，所述装置进一步包括位于所述发射层与所述电子传输层之间的第二空穴阻挡层。

在一个实施例中，所述装置进一步包括位于所述电子传输层与所述第二电极之间的缓冲层。

在一个实施例中，所述反射体包括分布式布拉格反射体(distributed Braggreflector)。

在一个实施例中，所述OLED包含位于所述第一电极与所述第二电极之间的空腔。

在一个实施例中，所述发射层被定位成跨越所述空腔的波腹。

在一个实施例中，所述第二电极包括金属电极。

在一个实施例中，所述发射层包括蓝色发射层。

在一个实施例中，所述发射层包括磷光发射体材料。

在一个实施例中，磷光发射体材料为蓝色磷光发射体材料。

在一个实施例中，所述发射层包括敏化剂材料和受体材料，并且其中所述敏化剂材料将能量转移到所述受体材料。

在一个实施例中，受体材料为荧光发射体材料。

在一个实施例中，敏化剂材料选自由以下组成的群组：磷光材料或延迟荧光材料。

在一个实施例中，所述敏化剂材料为蓝色发射材料。

在一个实施例中，磷光发射体材料可以为延迟荧光发射体材料。

在一个实施例中，所述电子传输层在比有机发射层的三重态发射波长短的波长下具有大振子强度。

在一个实施例中，所述反射体具有的反射率在50-100％的范围内。

在一个实施例中，所述反射体具有的反射率为50-80％。

在一个实施例中，所述反射体具有的反射率为60-70％。

另一方面，一种有机发光装置包括衬底；位于所述衬底上方的第一电极；位于所述第一电极上方的发射体堆叠，所述发射体堆叠包括位于第一发射层与第二发射层之间的电荷产生层；以及位于所述发射体堆叠上方的第二电极。

在一个实施例中，所述装置进一步包括位于所述第一电极与所述发射体堆叠之间的空穴传输层和空穴注入层中的至少一者，所述空穴传输层和所述空穴注入层中的至少一者具有吸收尾，所述吸收尾与所述发射体堆叠的第一三重态控制的发射材料的第一发射光谱的至少第一部分重叠。

在一个实施例中，所述空穴传输层和所述空穴注入层中的至少一者的厚度为1nm至40nm或约10nm，或具有的组合厚度为5nm至40nm。

在一个实施例中，所述装置进一步包括位于所述发射体堆叠与所述第二电极之间的电子传输层，所述电子传输层具有吸收尾，所述吸收尾与所述发射体堆叠的第二三重态控制的发射材料的第二发射光谱的至少第二部分重叠。

在一些实施例中，所述发射体堆叠的所述第一三重态控制的发射材料和所述第二三重态控制的发射材料可以是相同的或不同的。在一些实施例中，所述第一发射光谱和所述第二发射光谱可以是相同的或不同的。在一些实施例中，所述发射光谱的所述第一部分和所述第二部分可以是相同的或不同的。

在一个实施例中，所述电子传输层的厚度为5nm至60nm。

在一个实施例中，所述电子传输层包括BPyTP2。

在一个实施例中，所述第一电极和所述第二电极包括金属电极。

在一个实施例中，所述电荷产生层的厚度被调谐以使所述第一发射层和所述第二发射层与由所述第一电极和所述第二电极限定的金属-金属空腔的所述波腹相匹配。

在一个实施例中，所述电荷产生层的厚度为30nm至100nm。

在一个实施例中，所述第一电极包括Ag复合电极。

在一个实施例中，所述衬底包括玻璃。

在一个实施例中，所述装置的寿命增强了至少36倍。

另一方面，一种有机发光装置包括衬底；位于所述衬底上方的第一电极；位于所述第一电极上方的两个或更多个发射体堆叠，每个堆叠包括交替的发射层和电荷产生层，其中发射层作为最顶层和最底层；位于所述发射体堆叠上方的第二电极；位于所述第一电极与所述发射体堆叠之间的空穴传输层或空穴注入层，所述空穴传输层或所述空穴注入层具有吸收尾，所述吸收尾与所述发射体堆叠的第一三重态控制的发射材料的第一发射光谱的至少第一部分重叠；以及位于所述发射体堆叠与所述第二电极之间的电子传输层，所述电子传输层具有吸收尾，所述吸收尾与所述发射体堆叠的第二三重态控制的发射材料的第二发射光谱的至少第二部分重叠。

另一方面，一种堆叠式有机发光装置包括衬底；位于所述衬底上方的第一电极；位于所述第一电极上方的第二电极；以及位于所述第一电极和所述第二电极的区域中的两个或更多个发射层，所述两个或更多个发射层采用极化激元增强的珀塞尔效应。

另一方面，一种有机发光装置包括阳极；定位在所述阳极上方的有机发射层，所述有机发射层包括主体材料和掺杂剂；定位在所述有机发射层上方的电子传输层，所述电子传输层的厚度小于20nm并且具有吸收尾，所述吸收尾与所述发射层的发射光谱的一部分重叠；以及定位在所述电荷传输层上方的金属阴极，其中所述电子传输层和所述阴极被配置成在所述金属阴极与所述电荷传输层之间形成等离激元激子极化激元。

附图说明

前述目的和特征以及其它目的和特征将通过参考下面的描述和附图而变得明显，这些描述和附图被包含在内以提供对本发明的理解并构成说明书的一部分，其中类似附图标记表示类似元素，并且在附图中：

图1是描绘根据一些实施例的示范性有机发光装置(OLED)的框图。

图2是描绘根据一些实施例不具有单独电子传输层的示范性倒置式有机发光装置的框图。

图3描绘了根据一些实施例的发射青色的常规装置中的等离激元激子极化激元(PEP)增强的珀塞尔效应。三重态具有的到阴极表面处的表面等离激元极化激元(SPP)的能量转移(ET)率小，并且由此光致发光(PL)寿命仅出现适度变化。三重态的缓慢辐射衰减导致平衡时的密度大，从而使三重态极化子(TPA)和三重态-三重态湮灭(TTA)的概率高，从而导致快速退化。空腔装置采用Ag/电子传输层(ETL)组合的发射深蓝，从而通过到PEP的快速ET来使珀塞尔效应增强。因此，三重态密度降低，由此降低TPA和TTA。珀塞尔增强的装置采用分布式布拉格反射体(DBR)以与金属阴极形成光学空腔，以提高光提取和发射颜色饱和度。

图4描绘了根据一些实施例的极化激元色散工程化。在此示出了(从左到右)Ag/BPyTP2、Ag/SF3Trz、Al/BPyTP2和Al/SF3Trz阴极/ETL相对于使用椭圆偏振术测得的反射率(顶行)的角分辨极化激元色散。Al/BPyTP2 LP、MP和UP使用耦合振子模型拟合到经校正的局部最小值(圆)，用实线标记。颜色条用于测量(顶行)和模拟(中行)。模拟的反射率使用转移矩阵法进行。BPyTP2和SF3Trz的消光系数在右图中示出。BPyTP2/SF3Trz激子吸收峰值拟合用虚线标记。角光致发光(PL)使用傅里叶成像光谱法(底行)测量。对于Ag/SF3Trz、Al/BPyTP2和Al/SF3Trz，PL强度分别乘以100X、40X和100X。方法细节参见下文，并且对PEP色散的分析参见图9。

图5A-5C描绘了根据一些实施例的示范性蓝色磷光有机发光二极管(PHOLED)的光学工程化。图5A示出了常规PHOLED的结构C，所述结构具有Al/Liq阴极；极化激元增强的半空腔H，其中Ag阴极通过3nm厚的Al和Liq缓冲；全空腔F，所述完整空腔通过向H中添加底部DBR获得。所有结构都包含50nm厚的发射层(EML)。不同通道的三重态能量转移率在顶部针对Ir(dmp)3示出。非辐射通道包含EML中的非辐射复合(灰色)和通过缺陷进行的淬灭(红色)。红色箭头表示通过在老化期间产生的缺陷引起的非辐射淬灭的增长分数。虚线矩形表示LT85下所生成的缺陷密度。图5B示出了50nm厚的Ir(cb)₃EML结构C、H和F的时间分辨PL光谱。详情参见下面和图11A-11C的方法和细节。除了单个指数衰减外，所有数据都拟合到TTA模型。图5C描绘了根据一些实施例的示范性堆叠式OLED。

图6A-6D描绘了根据一些实施例的Ir(dmp)₃装置性能。图6A示出了Ir(dmp)₃装置C1-3和F1-3的外部量子效率(EQE)相对于电流密度(J)。图6B示出了C1、F1-3的电致发光(EL)强度谱。示出了基于J＝10mA/cm²时的EQE计算的相对EL强度。图6C示出了F2的角分辨PL光谱。插图，F2和C2的角分辨PL强度。朗伯发射(Lambertian emission)用黑色实线标记。图6D示出了C1-3和F1-3的J＝7mA/cm²时的亮度衰减(对应于C3的近似初始亮度为约1000cd/m²，见下表1)。结构1采用17nm厚的SF3Trz ETL，2和3采用17nm和25nm厚的BPyTP2ETL。黑色实线拟合到拉伸指数：L(t)/L₀＝exp[-(t/t₀)^β]，其中L₀为初始亮度，并且t₀和β为参数。图例中的误差条表示95％置信区间。

图7A-7C描绘了根据一些实施例的Ir(dmp)₃装置性能汇总。图7A示出了Ir(dmp)₃装置C1-3、H1-3和F1-3的将装置工作寿命与计算出的平均珀塞尔因子相关的幂律。三个寿命标准LT90、LT80和LT70以7mA/cm²的老化电流密度示出，其中对应幂律为m＝2.4±0.4、2.1±0.3和1.7±0.3。图7B示出了C1和F1-3的J＝7mA/cm²时的LT90、峰值外部量子效率EQE_max和CIE_y坐标的比较。图7C示出了本研究报告的和来自文献的基于Ir络合物的PHOLED的归一化的LT90相对于CIE_y。装置F1-3以星形标记，其获得了相比于具有迄今报告的类似CIE_y的装置，LT90的10-14倍保守增加(竖直箭头)。常规装置C1-3用椭圆内三角形标记。工作寿命相对于光子出射度M_p,0＝EQE×J归一化，与以J＝2mA/cm²驱动的EQE＝25％的装置相当。文献中采用1.8±0.2的老化加速因子。黑色实线示出分散数据的线性回归(本研究中珀塞尔增强的装置除外)，其中上限/下限由虚线表示。

图8描绘了根据一些实施例的在EML、ETL和主体中使用的有机材料的示范性分子结构式。

图9描绘了Al/BPyTP2的角分辨横向磁(TM)模式反射率。测量角以3°增量从θ＝51°增加到87°，用实线表示。黑色虚线提供了下(LP)、中(MP)和上极化激元(UP)分支的色散的指南。BPyTP2的消光系数通过粉色填充区示出。图4中的PEP色散拟合到局部最小值。插图：椭圆偏振术测量设置。在棱镜耦合器上涂覆20nm厚的Al/20nm BPyTP2。

图10描绘了根据一些实施例的另外的示例性装置结构。字母C、和F标记阴极和阳极结构。数字1-6标记加置在电极之间的有机结构。

图11A-11C描绘了根据一些实施例的示例实验结果。图11A示出了使用并向量格林函数(dyadic Green's function)模拟的具有15nm厚的SF3Trz ETL的结构C和具有15nm厚的BPyTP2 ETL的结构F的光态密度(ODoS)分布。三重态偶极子位置位于EML的中间，其中各向同性朝向相对于薄膜平面。白色虚线分隔了不同光学模式的区域。结构F在k_x/k₀<1时具有低Q Ag/DBR空腔模式。相对ODoS强度由右边的颜色条标记。为了进行比较，将结构C的ODoS乘以五。图11B示出了不同阴极/ETL组合的结构C和F的模拟的珀塞尔因子(PF)相对于三重态发射体位置。水平和竖直偶极子分别用蓝色和红色虚线标记。各向同性偶极子的PF平均是水平偶极子(平面内)的PF的67％并且是竖直(橙色线)偶极子的PF的33％。水平偶极子的测得的PF用菱形在距离阴极45nm处标记，这对应于50nm厚的EML的中心。模拟的中心波长为465nm。图11C示出了使用格林函数方法的与水平(PFhor)和各向同性偶极子(PFiso)的模拟的PF叠加的测得的归一化的衰减率k_r/k_r,0。在此，K_r,0为裸EML的衰减率。

图12A-12E描绘了根据一些实施例的Ir(dmp)₃装置能级和性能。图12A示出了示例装置结构和前沿轨道能级(以eV为单位)。图12B示出了C1-3、H1-3和F1-3的外部量子效率相对于J。图12C示出了J＝10mA/cm²时C1-3、H1-3和F1-3的EL光谱。插图：装置的色度坐标。箭头表示从控制到全空腔装置的蓝移。图12D示出了C1-3、H1-3和F1-3的电流-电压(J-V，左轴)和亮度(右轴)特性。图12E示出了J＝7mA/cm²时C1-3、H1-3和F1-3的装置工作寿命。图例中的误差条表示95％置信区间。

图13A-13E描绘了Ir(cb)₃装置能级和性能。图13A示出了示例装置结构和前沿轨道水平(以eV为单位)。图13B示出了J＝5mA/cm²时装置的工作寿命。误差在表1中指出。图13C示出了J＝10mA/cm²时C4-6和H5-6的EL光谱。图13D示出了C4、C5-6和H5-6的外部量子效率相对于J。误差在表1中指出。图13E示出了C4-6和H5-6的J-V(左轴)和亮度(右轴)特性。

图14A-14F描绘了图5C的堆叠式装置的实验结果。图14A是描述了根据一些实施例的BPyTP2的实验折射率的图。图14B是描绘根据一些实施例的Al/BPyTP2的实验PEP反射光谱的图。图14C是Ag/BPyTP2和Al/BPyTP2的模拟的PEP反射光谱与Ag/SF3Trz和Al/SF3Trz的SPP反射的图。图14D是描绘BCFN的实验折射率的图。图14E是描绘Al/BCFN的模拟的PEP反射光谱的图。图14F是描绘Al/BCFN的测得的PEP PL的图。

图15A-15C为示出图5C的堆叠式装置的进一步实验结果。图15A是描绘实验堆叠式装置的模拟的珀塞尔因子的图。图15B是描绘实验堆叠式装置的模拟的出耦效率的图。图15C是描绘实验堆叠式装置的空腔模式的图。

图16是本研究报告的和来自文献的基于Ir络合物的PHOLED的归一化的LT90相对于CIE_y。利用珀塞尔增强的双堆叠装置用实心星形标记，其获得相比于在相同深蓝色颜色下的预测常规装置200倍的寿命。利用珀塞尔增强的单一堆叠装置用空心星形标记，其获得了相比于具有迄今报告的类似CIE_y的装置，LT90的10-14倍保守增加(竖直箭头)。未利用珀塞尔增强的常规单一堆叠式装置用椭圆内三角形标记。工作寿命相对于光子出射度M_p,0＝EQE×J归一化，与以J＝2mA/cm²驱动的EQE＝25％的装置相当。文献中采用1.8±0.2的老化加速因子，细节参见方法。黑色实线示出分散数据的线性回归(本研究中珀塞尔增强的装置除外)，其中上限/下限由虚线表示。

具体实施方式

应当理解，已经简化了本发明的图和描述以展示与清楚理解本发明相关的元件，同时为了清楚起见，消除了在相关系统和方法中发现的许多其它元件。本领域的普通技术人员可以认识到，其它元件和/或步骤是实施本发明所期望的和/或要求的。然而，因为此类元件和步骤是本领域中众所周知的，并且因为此类元件不利于更好地理解本发明，所以本文未提供对此类元件和步骤的讨论。本文中的公开内容涉及对本领域的技术人员已知的此类要素和方法的所有此类改变和修改。

除非另外定义，否则本文所使用的所有技术术语和科学术语的含义与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同。尽管在本发明的实践或测试中可以使用类似于或等效于本文所描述的方法和材料的任何方法和材料，但描述示范性方法和材料。

如本文所使用的，以下术语中的每个术语在此部分中具有与其相关联的含义。

本文使用冠词“一个(a)”和“一种(an)”以指代冠词的语法对象中的一个或多于一个(即，至少一个)。举例来说，“元件”意指一个元件或多于一个元件。

如本文所使用的，当提及如量、持续时间等可测量值时，“约”意味着涵盖偏离指定值±20％、±10％、±5％、±1％和±0.1％的变化，因为这些变化是适当的。

贯穿本公开，本发明的各个方面可以以范围格式来呈现。应当理解，以范围格式进行描述仅仅是为了方便和简洁，并且不应被解释为对本发明的范围的刻板限制。因此，对范围的描述应当被视为具有具体公开的所有可能的子范围以及所述范围内的单独数值。例如，对如1至6的范围的描述应被视为具有具体公开的子范围，如1至3、1至4、1至5、2至4、2至6、3至6等，以及所述范围内的单独数字，例如1、2、2.7、3、4、5、5.3、6和其之间的任何全部和部分增量。无论范围的宽度为多少，这都适用。

在本发明的一些方面中，执行本文中提供的指令的软件可以存储在非暂态计算机可读介质上，其中当在处理器上执行时，软件执行本发明的步骤的一些或全部。

OLED利用有机薄膜，其在电压施加于装置上时会发射光。OLED正成为用于如平板显示器、照明和背光的应用中的日益受关注的技术。若干OLED材料和配置描述于美国专利案第5,844,363号、第6,303,238号和第5,707,745号中，其以全文引用的方式并入本文中。磷光发射分子的一个应用是全色显示器。针对此类显示器的行业标准需要适合于发射特定颜色(称为“饱和”色)的像素。具体来说，这些标准需要饱和红色、绿色和蓝色像素。可以使用本领域众所周知的CIE坐标来测量颜色。

绿色发射分子的一个实例为三(2-苯基吡啶)铱，表示为Ir(ppy)₃，其具有以下结构：

在此图和本文之后的图中，将氮到金属(在此，Ir)的化学键描绘成直线。

如本文所用，术语“有机”包含聚合物材料以及可以用于制造有机光电子装置的小分子有机材料。“小分子”是指不是聚合物的任何有机材料，并且“小分子”实际上可能非常大。在某些情况下，小分子可以包含重复单元。例如，使用长链烷基作为取代基不会将分子从“小分子”等级中去除。也可以将小分子并入到聚合物中，例如作为聚合物主链上的侧基或作为主链的一部分。小分子也可以用作树枝状聚合物的核部分，所述树枝状聚合物由建立在核部分上的一系列化学壳组成。树枝状聚合物的核部分可以是荧光或磷光小分子发射体。树枝状聚合物可以是“小分子”，并且据信，OLED领域中目前使用的所有树枝状聚合物都是小分子。

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“安置”在第二层之上的情况下，将第一层安置为离衬底更远。除非指定了第一层与第二层“接触”，否则在第一层与第二层之间可能还存在其它层。例如，阴极可以被描述为“安置在”阳极上方，即使其间存在各种有机层。

如本文所用，“溶液可处理的”意指能够在溶液或悬浮形式的液体介质中溶解、分散或输送和/或能够从液体介质中沉积。

当认为配体直接促成发射材料的光敏性质时，所述配体可以被称为“光敏性的”。当认为配体并不促成发射材料的光敏性质时，所述配体可以被称为“辅助性的”，但辅助性配体可以改变光敏性配体的性质。

如本文所用，并且如所属领域的技术人员通常所理解，如果第一能级较接近真空能级，那么第一“最高占用分子轨道”(Highest Occupied Molecular Orbital，HOMO)或“最低未占用分子轨道”(Lowest Unoccupied Molecular Orbital，LUMO)能级“大于”或“高于”第二HOMO或LUMO能级。由于将电离电位(IP)测量为相对于真空能级的负能量，因此较高HOMO能级对应于具有较小绝对值的IP(较不负(less negative)的IP)。类似地，较高LUMO能级对应于具有较小绝对值的电子亲和性(EA)(较不负的EA)。在顶部是真空能级的常规能级图上，材料的LUMO能级高于相同材料的HOMO能级。“较高”HOMO或LUMO能级表现为比“较低”HOMO或LUMO能级更靠近这个图的顶部。

如本文所用，并且如所属领域的技术人员通常所理解，在顶部是真空能级的常规能级图上，“较浅”能级表现为比“较深”能级更高或更靠近这个图的顶部，所述较深能级表现为较低或更靠近底部。

本文所用，并且如本领域的技术人员通常将理解的，如果第一功函数具有更高的绝对值，则第一功函数“大于”或“高于”第二功函数。因为通常将功函数测量为相对于真空能级的负数，所以这意指“较高”功函数是更负的(more negative)。在顶部是真空能级的常规能级图上，“较高”功函数经说明为在向下方向上离真空能级较远。因此，HOMO和LUMO能级的定义遵循与功函数不同的定则。

关于OLED的更多细节和上文所述的定义可见于美国专利第7,279,704号中，所述专利以全文引用的方式并入本文中。

最初的OLED使用从单态发射光(“荧光”)的发射分子，如例如美国专利第4,769,292号中所公开，其以全文引用的方式并入。荧光发射通常在小于10纳秒的时帧内发生。

最近，已经展示了具有从三重态发射光(“磷光”)的发射材料的OLED。巴尔多(Baldo)等人,“来自有机电致发光装置的高效磷光发射(Highly EfficientPhosphorescent Emission from Organic Electroluminescent Devices)”,自然(Nature),第395卷,151-154,1998；(“巴尔多-I”)；和巴尔多等人,“基于电致磷光的极高效绿色有机发光装置(Very high-efficiency green organic light-emitting devicesbased on electrophosphorescence)”,应用物理快报(Appl.Phys.Lett.),第75卷,第3,4-6期(1999)(“巴尔多-II”)，所述文献以全文引用的方式并入。美国专利第7,279,704号第5-6栏中更详细地描述磷光，所述专利以引用的方式并入。

图1示出了有机发光装置100。附图不一定按比例绘制。装置100可以包含衬底110、阳极115、空穴注入层120、空穴传输层125、电子阻挡层130、发射层135、空穴阻挡层140、电子传输层145、电子注入层150、保护层155、阴极160和屏障层170。阴极160是具有第一导电层162和第二导电层164的复合阴极。装置100可以通过按顺序沉积所述层来制造。这些各种层的性质和功能以及实例材料在US 7,279,704第6-10栏中更详细地描述，所述专利以引用的方式并入。

可以得到这些层中的每一者的更多实例。举例来说，柔性并且透明的衬底-阳极组合公开于美国专利第5,844,363号中，所述专利以全文引用的方式并入。经p掺杂的空穴传输层的实例是以50:1的摩尔比掺杂有F₄-TCNQ的m-MTDATA，如美国专利申请公开第2003/0230980号中所公开，所述专利以全文引用的方式并入。发射和主体材料的实例公开于汤普森(Thompson)等人的美国专利第6,303,238号中，所述专利以全文引用的方式并入。经n掺杂的电子传输层的实例是以1:1的摩尔比掺杂有Li的BPhen，如美国专利申请公开第2003/0230980号中所公开，所述公开案以全文引用的方式并入。以全文引用的方式并入的美国专利第5,703,436号和第5,707,745号公开了阴极的实例，所述阴极包含具有含上覆的透明、导电、溅镀沉积的ITO层的金属，如Mg:Ag的薄层的复合阴极。阻挡层的理论和使用更详细地描述于美国专利第6,097,147号和美国专利申请公开第2003/0230980号中，所述专利以全文引用的方式并入。注入层的实例提供于美国专利申请公开第2004/0174116号中，其以全文引用的方式并入。保护层的描述可以见于美国专利申请公开第2004/0174116号中，其以全文引用的方式并入。

图2示出了倒置式OLED 200。装置包含衬底210、阴极215、发射层220、空穴传输层225和阳极230。装置200可以通过按顺序沉积所述层来制造。因为最常见OLED配置具有安置于阳极上方的阴极，并且装置200具有安置于阳极230下方的阴极215，所以装置200可以被称为“倒置式”OLED。可以在装置200的对应层中使用与关于装置100所述的那些材料类似的材料。图2提供如何可以从装置100的结构中省去一些层的一个实例。

图1和2中所说明的简单分层结构借助于非限制性实例提供，并且应理解本公开的实施例可以与各种其它结构结合使用。所描述的具体材料和结构本质上是示范性的，并且可以使用其它材料和结构。可以通过以不同方式组合所描述的各种层来获得功能性OLED，或可以基于设计、性能和成本因素完全省略各层。还可以包含未具体描述的其它层。可以使用除了具体描述的材料之外的材料。尽管本文中所提供的许多实例将各种层描述为包括单一材料，但应理解，可以使用材料的组合，如主体和掺杂剂的混合物，或更一般来说，混合物。此外，所述层可以具有各种子层。本文中给予各种层的名称并不意图具有严格限制性。举例来说，在装置200中，空穴传输层225传输空穴并且将空穴注入到发射层220中，并且可以被描述为空穴传输层或空穴注入层。在一个实施例中，可以将OLED描述为具有安置于阴极与阳极之间的“有机层”。这一有机层可以包括单个层，或可以进一步包括如例如关于图1和2所述的不同有机材料的多个层。

还可以使用未具体描述的结构和材料，如包含聚合物材料的OLED(PLED)，如弗兰德(Friend)等人的美国专利第5,247,190号中所公开，所述专利以全文引用的方式并入。借助于另一实例，可以使用具有单个有机层的OLED。OLED可以堆叠，例如福利斯特(Forrest)等人的美国专利第5,707,745号中所述，所述文献以全文引用的方式并入。OLED结构可以偏离图1和2中所说明的简单分层结构。举例来说，衬底可以包含有角度的反射表面以改进出耦，例如在福利斯特等人的美国专利第6,091,195号中所述的台式结构，和/或如在布尔维克(Bulovic)等人的美国专利第5,834,893号中所述的凹点结构，所述专利以全文引用的方式并入。

除非另外规定，否则可以通过任何合适的方法来沉积各个实施例的层中的任一个。对于有机层，优选方法包含热蒸发、喷墨(如以全文引用的方式并入的美国专利第6,013,982号和第6,087,196号中所述)、有机气相沉积(OVPD)(如以全文引用的方式并入的福利斯特等人的美国专利第6,337,102号中所述)和通过有机蒸气喷射印刷(OVJP)的沉积(如以全文引用的方式并入的美国专利第7,431,968号中所述)。其它合适的沉积方法包含旋涂和其它基于溶液的工艺。基于溶液的工艺优选在氮气或惰性气氛中进行。对于其它层，优选方法包含热蒸发。优选的图案化方法包含通过掩模的沉积、冷焊(如以全文引用的方式并入的美国专利第6,294,398号和第6,468,819号中所述)和与例如喷墨和OVJD的沉积方法中的一些方法相关联的图案化。还可以使用其它方法。可以将待沉积的材料改性以使其与具体沉积方法相适合。举例来说，可以在小分子中使用支链或非支链并且优选含有至少3个碳的例如烷基和芳基的取代基来增强其经受溶液处理的能力。可以使用具有20个或更多个碳的取代基，并且3-20个碳是优选范围。具有不对称结构的材料可以比具有对称结构的材料具有更好的溶液可处理性，因为不对称材料可能具有更低的再结晶倾向性。可以使用树枝状聚合物取代基来增强小分子经受溶液处理的能力。

根据本公开的实施例制造的装置可以进一步任选地包括屏障层。屏障层的一个用途是保护电极和有机层免受暴露于包含水分、蒸气和/或气体在内的环境中的有害物质的损害。屏障层可以沉积在衬底、电极上方、下方或旁边，或沉积在装置的任何其它部分，包含边缘上。屏障层可以包括单个层或多个层。屏障层可以通过各种已知的化学气相沉积技术形成，并且可以包含具有单一相的组合物和具有多个相的组合物。任何合适的材料或材料组合都可以用于屏障层。屏障层可以并入无机化合物或有机化合物或两者。优选的屏障层包括聚合物材料与非聚合物材料的混合物，如美国专利第7,968,146号、PCT专利申请第PCT/US2007/023098号和第PCT/US2009/042829号中所述，所述文献以全文引用的方式并入本文中。为了被视为“混合物”，构成屏障层的前述聚合物材料和非聚合物材料应在相同反应条件下沉积和/或同时沉积。聚合物材料与非聚合物材料的重量比可以在95:5至5:95范围内。聚合物材料和非聚合物材料可以由同一前体材料产生。在一个实例中，聚合物材料与非聚合物材料的混合物基本上由聚合物硅和无机硅组成。

根据本公开的实施例制造的装置可以并入到各种各样的电子组件模块(或单元)中，这些模块(或单元)可以并入到各种各样的电子产品或中间组件中。此类电子产品或中间组件的实例包含显示器屏幕、可以由最终用户产品制造商使用的照明装置，如离散光源装置或照明面板等。此类电子组件模块可以任选地包含驱动电子器件和/或电源。根据本公开的实施例制造的装置可以并入到其中并入有一或多个电子组件模块(或单元)的各种消费者产品中。公开了一种包括OLED的消费者产品，在OLED的有机层中，所述OLED包含本公开的化合物。此类消费者产品将包含包括一或多个光源和/或某种类型的视觉显示器中的一或多个的任何种类的产品。此类消费者产品的一些实例包含平板显示器、弯曲显示器、计算机监测器、医疗监测器、电视、广告牌、用于内部或外部照明和/或信号传递的灯、抬头显示器、完全或部分透明显示器、柔性显示器、卷轴式显示器、折叠式显示器、伸缩式显示器、激光打印机、电话、移动电话、平板计算机、平板手机、个人数字助理(PDA)、可穿戴装置、膝上型计算机、数码相机、摄录像机、取景器、微型显示器(小于2英寸对角线的显示器)、3-D显示器、虚拟现实或增强现实显示器、车辆、包括多个拼接在一起的显示器的视频墙、剧院或体育场屏幕、光疗装置以及指示牌。可以使用各种控制机制以控制根据本公开制造的装置，所述控制机制包含无源矩阵和有源矩阵。许多装置旨在在人类舒适的温度范围内使用，如18℃至30℃，并且更优选地在室温(20-25℃)下使用，但可以在此温度范围外使用，例如，-40℃至80℃。

尽管讨论了本公开的某些实施例与一种特定装置或装置类型(例如OLED)相关，但应理解，所公开的对衬底的光出耦特性的改进可以同样地应用于其它装置，包含但不限于PLED、OPV、电荷耦合装置(CCD)、光敏传感器等。

尽管本文中描述的示范性实施例可以呈现为用于产生特定电路或装置，例如OLED的方法，但应理解，本文中描述的材料和结构可以应用于除了OLED之外的装置中。例如，如有机太阳能电池单元和有机光电检测器等其它光电装置可以采用所述材料和结构。更一般地，如有机晶体管等有机装置或其它有机电子电路或组件可以采用所述材料和结构。

在一些实施例中，OLED具有选自由以下组成的群组的一或多个特性：柔性、可卷曲、可折叠、可拉伸和弯曲。在一些实施例中，OLED是透明的或半透明的。在一些实施例中，OLED进一步包括包含碳纳米管的层。

在一些实施例中，阳极、阴极或安置于有机发射层上方的新层中的至少一者用作增强层。增强层包括展现表面等离激元共振的等离激元材料，所述等离激元材料非辐射地耦合到发射体材料，并将激发态能量从发射体材料转移到表面等离激元极化激元的非辐射模式。增强层以不超过远离有机发射层的阈值距离提供，其中由于增强层的存在，发射体材料具有总非辐射衰减率常数和总辐射衰减率常数，且阈值距离是总非辐射衰减率常数等于总辐射衰减率常数的距离。在一些实施例中，OLED进一步包括出耦层。在一些实施例中，出耦层安置于增强层上方位于有机发射层的相对侧上。在一些实施例中，出耦层安置于发射层的与增强层相对的侧上，但仍使能量从增强层的表面等离激元模式出耦。出耦层散射来自表面等离极化激元的能量。在一些实施例中，此能量以光子形式散射至自由空间。在其它实施例中，能量从装置的表面等离激元模式散射到其它模式中，如但不限于有机波导模式、衬底模式或另一种波导模式。如果能量散射至OLED的非自由空间模式，则可以并入其它出耦方案以将能量提取至自由空间。在一些实施例中，一或多个介入层可以安置于增强层与出耦层之间。介入层的实例可以为介电材料，包含有机物、无机物、钙钛矿、氧化物，并且可以包含这些材料的堆叠和/或混合物。

增强层修改其中发射体材料驻留的介质的有效特性，从而引起以下任一种或全部：降低的发射率、发射谱线形状的修改、发射强度与角度的变化、发射体材料的稳定性变化、OLED的效率变化和OLED装置的效率衰减减少。在阴极侧、阳极侧或这两侧上放置增强层产生利用了上述任何效果的OLED装置。除了本文中提及以及图中示出的各个OLED实例中说明的特定功能层之外，根据本公开的OLED还可以包含通常可见于OLED中的其它功能层中的任一者。

增强层可以包含等离激元材料、光学活性超材料或双曲线超材料。如本文中所使用，等离激元材料是在电磁波谱的可见或紫外区中介电常数的实数部分越过零的材料。在一些实施例中，等离激元材料包含至少一种金属。在这类实施例中，金属可以包含以下至少一种：Ag、Al、Au、Ir、Pt、Ni、Cu、W、Ta、Fe、Cr、Mg、Ga、Rh、Ti、Ru、Pd、In、Bi、Ca、这些材料的合金或混合物，以及这些材料的堆叠。一般来说，超材料是由不同材料构成的介质，其中介质作为整体的作用不同于其材料部分的总和。具体来说，将光学活性超材料定义为具有负介电常数和负磁导率两者的材料。另一方面，双曲线超材料是各向同性介质，其中对于不同的空间方向，电容率或磁导率具有不同的符号。光学活性超材料和双曲线超材料严格地区别于许多其它光子结构，如分布式布拉格反射体(“DBR”)，因为介质在传播的方向上对于光的波长的长度尺度应呈现均匀。使用本领域技术人员可以理解的术语：超材料在传播的方向上的介电常数可以用有效介质近似描述。等离激元材料和超材料提供了可以多种方式增强OLED性能的控制光传播的方法。

在一些实施例中，增强层提供为平面层。在其它实施例中，增强层具有周期性地、准周期性地或随机地布置的波长大小的特征，或者具有周期性地、准周期性地或随机地布置的亚波长大小的特征。在一些实施例中，波长大小的特征和亚波长大小的特征具有锐利的边缘。

在一些实施例中，出耦层具有周期性地、准周期性地或随机地布置的波长大小的特征，或者具有周期性地、准周期性地或随机地布置的亚波长大小的特征。在一些实施例中，出耦层可由多个纳米粒子构成，并且在其它实施例中，出耦层由安置于材料上方的多个纳米粒子构成。在这些实施例中，出耦可通过以下至少一者来调谐：改变多个纳米粒子的大小、改变多个纳米粒子的形状、改变多个纳米粒子的材料、调节材料的厚度、改变材料或安置于多个纳米粒子上的额外层的折射率、改变增强层的厚度和/或改变增强层的材料。所述装置的多个纳米粒子可以由以下至少一者形成：金属、介电材料、半导体材料、金属合金、介电材料的混合物、一或多种材料的堆叠或分层、和/或一种类型的材料的核，且所述核涂覆有不同类型的材料的壳。在一些实施例中，出耦层由至少金属纳米粒子构成，其中所述金属选自由以下组成的群组：Ag、Al、Au、Ir、Pt、Ni、Cu、W、Ta、Fe、Cr、Mg、Ga、Rh、Ti、Ru、Pd、In、Bi、Ca、这些材料的合金或混合物，和这些材料的堆叠。多个纳米粒子可以具有安置在它们之上的附加层。在一些实施例中，发射的极化可使用出耦层来调谐。改变出耦层的维度和周期性可以选择一类优先出耦到空气的极化。在一些实施例中，出耦层也充当装置的电极。

本文中公开了利用极化激元增强的珀塞尔效应来延长PHOLED，如蓝色、红色、绿色和/或白色PHOLED的工作寿命的装置。到PEP的能量转移显著降低了PHOLED发射层(EML)内的三重态辐射寿命和其密度。PEP是金属/介电界面处由金属的SPP模式与邻近介电层中的激子混合产生的强耦合态。在此，PEP强度是阴极和电子传输层(ETL)两者的振子强度的函数，参见图3(右)。与包括Ag阴极和分布式布拉格反射体(DBR)镜子的低质量因子(Q)光空腔组合，提高了光提取效率和发射色饱和度。在一些实例中，ETL吸收光谱的一部分，如长波长尾(即折射率的虚部)处于EML的发射光谱中。在一些实施例中，极化激元从吸收中去谐。在一些实施例中，ETL吸收光谱(或折射率的虚部)高于(即波长较短)EML的发射光谱，而不是处于EML发射光谱中。在一些实施例中，极化激元被去谐以与EML发射重叠以增强珀塞尔效应，而不是从吸收中去谐。在一些实施例中，此重叠可以被调谐以平衡光提取和吸收。在一些实施例中，鼓励低效三重态辐射到极化激元中。

示出了三个原型示范性装置以使特征在于长装置寿命、饱和发射和高外部量子效率(EQE)的总深蓝光子输出最大化。通过对PEP增强的珀塞尔效应进行工程化，深蓝基于Ir(dmp)₃的PHOLED在50nm厚的EML上展示为具有的平均珀塞尔因子为PF＝2.4±0.2，这使得相较于使用此相同磷光体的常规PHOLED，LT90增加了5.3倍。通过优化Ag/DBR空腔，常规Ir(dmp)₃PHOLED的国际照明委员会(CIE)坐标从青色(0.16，0.26)位移到青色(0.14，0.14)，使用通过强Ag SPP增强的珀塞尔效应，LT90增加了几乎三倍，同时保持相同的EQE。考虑到延长的装置工作寿命和饱和颜色，装置所实现的LT90的增强为其它类似深蓝的基于Ir络合物的PHOLED所实现的LT90的增强的14倍。通过平衡EQE和PF，在迄今为止报告的CIE_y<0.31的基于Ir络合物的PHOLED之中，采用Ag阴极/BPyTP2 ETL的PEP增强的装置在CIE＝(0.15，0.20)时实现了最长的归一化的LT90＝140±20小时。

在其中ETL单线态激子与SPP模式的阴极共振的波长下，在金属阴极/ETL界面形成了强耦合的PEP态，所使用的分子的化学结构参见图8。在一些实施例中，共振由ETL单线态激子吸收峰值(即主频率)定义。在一些实施例中，SPP模式是广谱的，并且几个波长之一是从所述光谱中选择的。图4分别示出了测得的和计算的角分辨光谱之间的匹配。Al/BPyTP2组合色散的强耦合的PEP分裂为上极化激元(UP)、中极化激元(MP)和下极化激元(LP)分支。由于BPyTP2在略高于2.8-3.0eV的蓝色磷光体Ir(dmp)₃三重态的能量处的振子强度大，因此在Al SPP与ETL中的激子之间形成了反交叉，从而在l＝400-500nm处产生了相对平坦的红移的LP色散(PEP的详细分析方法参见图9和下文)。当BPyTP2被另一种常见的ETL，即SF3Trz代替时，由于SF3Trz激子能量较高，极化激元红移较弱。因此，Al/BPyTP2 LP能量与Ir(dmp)₃三重态发射之间的重叠大于Al/SF3Trz极化激元与所述三重态发射之间的重叠。使用Ag阴极，由于SPP在Ag中的比在Al中强，因此BPyTP2激子与Ag/BPyTP2 PEP色散之间的分裂甚至更大。由于MP和UP分支的能量高于Ag吸收带的能量，因此未观察到MP和UP分支。Ag/BPyTP2 PEP具有受1<k_x/k₀<∞处的BPyTP2激子能量限制的渐近平坦区域。在此，k₀为真空中的波矢量。因此，Ag/BPyTP2显示出在400-500nm的波长下PEP与蓝-青色区域之间的重叠最完全，之后是Ag/SF3Trz>Al/BPyTP2>Al/SF3Trz。

图4还示出了角度光致发光(PL)。Ag/BPyTP2 PEP LP分支显示出PL强度比其它三个阴极/ETL的强度大两个数量级，这显示出SPP与ETL激子之间的混合增强。注意，ETL与阴极之间存在强耦合，并且来自蓝色磷光体发射的三重态由于三重态的低振子强度而转移在弱耦合条件中的PEP。

图5A示出了标记为C、H和F的几种示范性PHOLED结构(所研究的另外的装置参见图10)。

在一些实施例中，有机发光装置300包括阳极303；定位在阳极303上方的有机发射层305，有机发射层305包括主体材料和掺杂剂；定位在有机发射层305上方的电荷传输层307，所述电荷传输层的厚度小于20nm；以及定位在电荷传输层307上方的金属阴极309，其中电荷传输层307和阴极309被配置成在金属阴极309与电荷传输层307之间形成等离激元激子极化激元。

在一些实施例中，装置300进一步包括定位在阳极下方的反射体302。在一些实施例中，反射体302包括交替材料层的堆叠。

在一些实施例中，反射体302和阴极309形成空腔，所述空腔具有的总空腔Q为5或更小、总空腔Q为4或更小、总空腔Q为3或更小或任何其它合适的Q。在一些实施例中，有机发射层305的至少一部分位于空腔的波腹处。

在一些实施例中，金属阴极309选自由以下组成的群组：Ag、Au、Ag合金和/或Au合金。

在一些实施例中，电荷传输层307的厚度小于18nm、小于15nm、小于10nm或任何其它合适的厚度。在一些实施例中，电荷传输层307包括电子传输层307。

在一些实施例中，装置300进一步包括位于金属阴极309与电荷传输层307之间的阻挡层和/或缓冲层308。在一些实施例中，阻挡层和/或缓冲层308防止金属阴极309与电荷传输层307之间的扩散。在一些实施例中，阻挡层和/或缓冲层308为两个或更多个层。在一些实施例中，所述两个或更多个层中的至少一个层由Al制成。在一些实施例中，所述至少一个层与金属阴极309相邻。在一些实施例中，所述至少一个层小于3nm厚。在一些实施例中，所述两个或更多个层中的至少一个层为Liq(8-羟基喹啉-锂)。在一些实施例中，所述至少一个层与电子传输层307相邻。

在一些实施例中，在金属阴极309与电荷传输层307之间形成界面。

在一些实施例中，等离激元激子极化激元强度为金属阴极309与电子传输层307的振子强度的函数。

在一些实施例中，消费者产品包括如以上描述的装置300，其中所述消费者产品选自由以下组成的群组：平板显示器、弯曲显示器、计算机监测器、医疗监测器、电视、广告牌、用于内部或外部照明和/或信号传递的灯、抬头显示器、完全或部分透明显示器、柔性显示器、卷轴式显示器、折叠式显示器、伸缩式显示器、激光打印机、电话、蜂窝电话、平板计算机、平板手机、个人数字助理(PDA)、可穿戴装置、膝上型计算机、数码相机、摄录像机、取景器、小于2英寸对角线的微型显示器、3-D显示器、虚拟现实或增强现实显示器、车辆、包括多个拼接在一起的显示器的视频墙、剧院或体育场屏幕、光疗装置以及指示牌。

在一些实施例中，有机发光装置(OLED)300包括衬底301；位于衬底301上方的反射体302；位于反射体302上方的第一电极303；位于第一电极303上方的发射层305；位于发射层305上方的电子传输层307；以及位于电子传输层307上方的第二电极309，其中电子传输层307和第二电极309被配置成在第二电极309与电子传输层307之间形成等离激元激子极化激元。

在一些实施例中，装置300进一步包括位于第一电极303与发射层305之间的空穴阻挡层、电子阻挡层、空穴传输层和空穴注入层(统称为304)中的至少一者。在一些实施例中，装置300进一步包括位于发射层305与电子传输层307之间的第二空穴阻挡层306。在一些实施例中，装置300进一步包括位于电子传输层307与第二电极309之间的缓冲层308。

在一些实施例中，反射体302包括分布式布拉格反射体。在一些实施例中，反射体302具有的反射率在50-100％、50-80％、60-70％的范围内或任何其它合适的范围。

在一些实施例中，OLED 300包含位于第一电极301与第二电极309之间的空腔。在一些实施例中，发射层305被定位成跨越空腔的波腹。

在一些实施例中，第二电极309包括金属电极。

在一些实施例中，发射层305包括蓝、绿、红、白、红外、紫外和/或广谱发射层和/或包含蓝、绿、红、白、红外、紫外和/或广谱发射层的组合的发射层堆叠。在一些实施例中，发射层305包括磷光发射体材料。在一些实施例中，磷光发射体材料为蓝色磷光发射体材料。在一些实施例中，发射层305包括敏化剂材料和受体材料，并且其中敏化剂材料将能量转移到受体材料。在一些实施例中，受体材料为荧光发射体材料。在一些实施例中，敏化剂材料选自由以下组成的群组：磷光材料或延迟荧光材料。在一些实施例中，敏化剂材料为蓝色发射材料。在一些实施例中，磷光发射体材料可以为延迟荧光发射体材料。

在一些实施例中，电子传输层307在比有机发射层的三重态发射波长短的波长下具有大振子强度。在一些实施例中，电子传输层307具在波长0.1nm至1000nm、1nm至100nm、1nm至50nm、1nm至20nm、0.1nm至15nm、0.1nm至5nm、约1nm、约2nm、约5nm、约10nm、约15nm、约20nm、小于25nm处或比有机发射层的三重态发射波长短的波长下具有大振子强度。

在一些实施例中，相比于具有常规Al阴极和ITO阳极的装置C，半空腔装置H采用通过3nm厚的Al层缓冲的支持增强到极化激元模式的能量转移的Ag阴极。在一些实施例中，除了全空腔装置F采用底部分布式布拉格反射体(DBR)和用于调谐发射颜色的顶部Ag阴极低Q空腔外，其与H相同。在一些实施例中，低Q空腔是通过利用由于较少的镜子/反射体层和/或材料选择而不具有反射性的镜子或DBR而产生的。在一些实施例中，DBR具有的反射率为约50％-100％、约50％-80％或约60％-70％的反射率。465-475nm处的辐射和非辐射通道在三个原型示范性Ir(dmp)₃装置中的所计算的分布在图5A的直方图中示出，而光态密度(ODoS)分布示出在图11A中。与C中向Al SPP的弱能量转移相比，ODoS和PF通过增强装置H和F中Ag/BPyTP2或Ag/SF3Trz附近的极化激元能量转移而增加。在一些实施例中，Al缓冲层用于防止Ag阴极扩散到ETL中。可以使用具有强等离激元共振的其它用于阴极的材料，如Au和/或用于红色和红外OLED的Au、用于UV OLED的Al、用于可见光谱OLED的Ag和/或Au/Ag合金，如MgAg。可以使用对发射透明的其它用于阻挡的材料，如具有宽带隙能量的有机物、多环芳烃(PAH)和/或氧化金属，如Cr、Ti和Ni。

由于TPA/TTA产生缺陷通过增加与PF直接成比例的辐射率来降低三重态密度而减少。因此，在装置H和F中，缺陷产生速率减慢，如图5A中较短的红色箭头所示。另一方面，鉴于PL量子产率η_PL的损失相同，装置H和F中需要较大的缺陷密度以匹配增加的辐射能量转移，这由LT85处较大的虚线矩形面积表示。这表明装置寿命与PF之间存在非线性依赖性(参见方法)。通过将EML放置在Ag/DBR空腔模式的波腹⁴处，F中的Ag/DBR空腔模式使出耦效率相较于H的出耦效率有所提高，对应于k_x/k₀<1。因此，Ag/DBR空腔装置F的特征在于大PF、相较于H增强的EQE和较窄的发射光谱。在一些实施例中，波腹位置取决于EML的波长和由DBR302和金属阴极308/309形成的空腔的大小，如定位在空腔厚度的半部。在一些实施例中，EML的至少一部分跨越空腔的波腹。

图5B示出了50nm厚的Ir(cb)₃EML在结构C、H和F中的时间分辨PL(TrPL)。在此，由于相对于Ir(dmp)₃，Ir(cb)₃的η_PL高＝85±8％[16]，因此对Ir(cb)₃进行了研究，并了解了效应的普遍性。具有Ag阴极的样品H和F的k_r比具有Al阴极的样品(C)的k_r大；具有BPyTP2 ETL的样品的k_r比具有SF3Trz的样品的k_r大，这跟随图4中极化激元色散的趋势。相较于半空腔，全Ag/DBR空腔样品显示出的变化可忽略不计，这表明低Q Ag/DBR空腔模式对PF的影响很小。通过在TM模式下增加向SPP或PEP的能量转移，PL由水平对齐的三重态主导，参见图11B-11C。通过比较测量和模拟检查了各向同性朝向的平均PF，见图13B-13D。使用15nm厚的BPyTP2 ETL的空腔F产生的平均PF＝2.4±0.2，其次是F和C装置的PF＝1.9±0.2和1.40±0.03。

现在参考图5C，示范性堆叠式装置400结构包含由电荷产生层(CGL)405分开的堆叠式EML(404，406)。空穴注入层(HIL)和/或空穴传输层(HTL)403、电子传输层(ETL)407和电子注入层(EIL)408(通常为Liq和LiF)邻近于用于电荷注入的金属电极。

在一些实施例中，EML(404，406)为蓝色EML。蓝色EML通常为60-70nm，并且连接到ETL/阴极、HTL/阳极和/或CGL。

在一些实施例中，EML(404，406)可以是蓝色EML、红色EML、绿色EML、白色EML或其它合适色彩调和的EML的任何组合。

在一些实施例中，对CGL 405的厚度进行微调以使金属-金属空腔模式波腹与EML相匹配，其中每个EML的至少一部分跨越至少一个空腔波腹。

在一些实施例中，EML堆叠的数量可以超过两个。在一些实施例中，仅连接到金属电极的两个EML堆叠具有的稳定性由极化激元增强的珀塞尔效应得到增强。在一些实施例中，仅最接近于金属电极的两个EML堆叠具有的稳定性由极化激元增强的珀塞尔效应得到增强。

在一些实施例中，有机发光装置400包括衬底401、位于衬底401上方的第一电极402、位于第一电极402上方的发射体堆叠409和位于发射体堆叠409上方的第二电极408。在一些实施例中，发射体堆叠409包括位于第一404发射层与第二406发射层之间的电荷产生层405。

在一些实施例中，有机发光装置400包括衬底401、位于衬底401上方的第一电极402、位于第一电极402上方的两个或更多个发射体堆叠409和位于所述两个或更多个发射体堆叠409上方的第二电极408。在一些实施例中，每个发射体堆叠409包括交替发射层(404，406)和电荷产生层405，其中发射层(404，406)为最顶层和最底层。

在一些实施例中，一种堆叠式有机发光装置400包括衬底401；位于衬底上方的第一电极402；位于第一电极402上方的第二电极408；以及位于第一电极和第二电极(402，408)的区域中的两个或更多个发射层(404，406)，所述两个或更多个发射层采用极化激元增强的珀塞尔效应。

在一些实施例中，装置400进一步包括位于第一电极402与发射体堆叠409之间的空穴传输层403和/或空穴注入层403。在一些实施例中，空穴传输层403和/或空穴注入层403被配置成具有吸收尾，所述吸收尾与发射体堆叠409的一或多个三重态控制的发射材料的发射光谱的至少一部分重叠。在一些实施例中，空穴传输层403和/或空穴注入层403的厚度为1nm至40nm或约10nm，或具有的组合厚度为5nm至40nm。在一些实施例中，空穴传输层403和/或空穴注入层403包括BCFN、HATCN和/或BCFN和HATCN的组合物。

在一些实施例中，装置400进一步包括位于发射体堆叠409与第二电极408之间的电子传输层407。在一些实施例中，电子传输层407被配置成具有吸收尾，所述吸收尾与发射体堆叠409的一或多个三重态控制的发射材料的发射光谱的至少一部分重叠。在一些实施例中，电子传输层407的厚度为5nm至60nm。在一些实施例中，电子传输层407包括BPyTP2。

在一些实施例中，第一电极和/或第二电极(402，408)包括金属电极。

在一些实施例中，电荷产生层405的厚度被调谐以使由第一电极和第二电极(402，408)定义的金属-金属空腔的波腹与第一发射层和第二发射层(404，406)或发射体堆叠409相匹配。在一些实施例中，电荷产生层405的厚度为30nm至100nm。在一些实施例中，电荷产生层405包括厚度为8nm至30nm包括BPyTP2的第一层、厚度为15nm至40nm包括BCFN和HATCN的组合物的第二层以及位于所述第一层与所述第二层之间厚度为12nm包括2％ BPyTP2:Li的第三层。在一些实施例中，电荷产生层405可以由包括2％ BPyTP2、BCFN、HATCN或BPyTP2:Li的层的任何组合或包含本领域已知的任何其它材料的其任何组合制成。

在一个实施例中，第一发射层和/或第二发射层(404、406)被配置成发射蓝光。在一些实施例中，第一发射层和/或第二发射层(404，406)各自的厚度为60nm至70nm。在一些实施例中，第一发射层和/或第二发射层(404，406)可以被配制成发射任何颜色的光，包含蓝色、红色、绿色和/或白色。

在一些实施例中，第一发射层404和/或第二发射层406包括厚度为5nm包括SiCzCz的第一层、厚度为5nm包括mSiTrz的第二层以及位于所述第一层与所述第二层之间厚度为50nm至60nm包括SiCzCz:SiTrzCz2(1:1)和掺杂6-13vol％的PtON-TBBI的第三层。在一些实施例中，发射层404/406可以由包括的SiCzCz、mSiTrz、SiCzCz:SiTrzCz2(1:1)、掺杂6-13vol％的PtON-TBBI的层的任何组合或包含本领域已知的任何其它材料的其任何组合制成。

在一些实施例中，第一发射层404和/或第二发射层406包括厚度为55nm至65nm包括掺杂18-8vol％的mCBP:Ir(dmp)₃的第一层以及位于所述第一层上方或下方厚度为5nm包括mCBP的第二层。在一些实施例中，任何发射层404/406可以由包括掺杂18-8vol％的mCBP:Ir(dmp)₃或mCBP的层的任何组合或包含本领域已知的任何其它材料的其任何组合制成。

在一些实施例中，第一电极402包括Ag复合电极。在一些实施例中，第一电极402包括包含至少一个由ITO、Ti、NiCr、Ag、Al、TiO₂或任何其它合适材料或其组合构成的层的Ag复合电极。在一些实施例中，Ag复合电极包括厚度为20nm至70nm包括ITO的第一层、位于所述第一层上方厚度为2nm至3nm包括Ti或NiCr的第二层、位于所述第二层上方厚度为15nm至20nm包括Ag的第三层、位于所述第三层上方厚度为2nm至3nm包括Al、Ti、TiO₂或NiCr的第四层以及位于所述第四层上方厚度为5nm至20nm包括ITO的第五层。

在一些实施例中，衬底401包括玻璃。

在一些实施例中，第二电极408包括Ag/Al/Liq或其任何组合，并且的厚度为100nm。

在一些实施例中，装置400具有的寿命增强为常规装置的寿命增强的至少10倍、至少20倍或至少30倍。

与其它材料的组合

本文中描述为适用于有机发光装置中的特定层的材料可以与装置中存在的多种其它材料组合使用。举例来说，本文所公开的发射掺杂剂可以与可能存在的众多种主体、传输层、阻挡层、注入层、电极和其它层结合使用。下文所描述或提及的材料是可以与本文所公开的化合物组合使用的材料的非限制性实例，并且所属领域的技术人员可以容易地查阅文献以鉴定可以组合使用的其它材料。

本文中所公开的各种发射层和非发射层以及布置可以使用不同材料。合适材料的实例公开于美国专利申请公开第2017/0229663号中，所述公开以全文引用的方式并入。

导电性掺杂剂

电荷传输层可以掺杂有导电性掺杂剂以大体上改变其电荷载体密度，这转而将改变其导电性。导电性是通过在基质材料中生成电荷载体而增加，并且取决于掺杂剂的类型，还可以实现半导体的费米能级(Fermi level)的变化。空穴传输层可以掺杂有p型导电性掺杂剂，并且n型导电性掺杂剂用于电子传输层中。

HIL/HTL

本公开中所用的空穴注入/传输材料不受特别限制，并且可以使用任何化合物，只要化合物通常用作空穴注入/传输材料即可。

EBL

电子阻挡层(EBL)可以用以减少离开发射层的电子和/或激子的数量。与缺乏阻挡层的类似装置相比，在装置中存在此类阻挡层可以产生大体上较高的效率和/或较长的寿命。而且，阻挡层可以用于将发射限定在OLED的所需区域。在一些实施例中，与最接近EBL界面的发射体相比，EBL材料具有较高LUMO(较接近真空能级)和/或较高三重态能量。在一些实施例中，与最接近EBL界面的主体中的一或多种相比，EBL材料具有较高LUMO(较接近真空能级)和/或较高三重态能量。在一方面，EBL中所用的化合物含有与下文所述的主体之一所使用的分子或官能团相同的分子或相同的官能团。

主体

本公开的有机EL装置的发光层优选地至少含有金属络合物作为发射材料，并且可以含有使用金属络合物作为掺杂剂材料的主体材料。主体材料的实例不受特别限制，并且可以使用任何金属络合物或有机化合物，只要主体的三重态能级大于掺杂剂的三重态能级。任何主体材料可以与任何掺杂剂一起使用，只要满足三重态准则即可。

HBL

空穴阻挡层(HBL)可以用以减少离开发射层的空穴和/或激子的数量。与缺乏阻挡层的类似装置相比，装置中存在此阻挡层可以产生实质上更高的效率和/或更长的寿命。而且，阻挡层可以用于将发射限定在OLED的期望区域。在一些实施例中，与最接近HBL界面的发射体相比，HBL材料具有较低HOMO(距真空能级较远)和/或较高三重态能量。在一些实施例中，与最接近HBL界面的主体中的一或多种相比，HBL材料具有较低HOMO(距真空能级较远)和/或较高三重态能量。

ETL

电子传输层(ETL)可以包含能够传输电子的材料。电子传输层可以是固有的(未经掺杂的)或经掺杂的。可以使用掺杂来增强导电性。ETL材料的实例不受特别限制，并且可以使用任何金属络合物或有机化合物，只要其通常用以传输电子即可。

电荷产生层(CGL)

在串联或堆叠式OLED中，CGL对性能起基本作用，其由分别用于注入电子和空穴的经n掺杂的层和经p掺杂的层构成。电子和空穴由CGL和电极供应。CGL中消耗的电子和空穴分别由从阴极和阳极注入的电子和空穴再填充；随后，双极电流逐渐达到稳态。典型CGL材料包含传输层中所用的n和p导电性掺杂剂。

如前所公开的，OLED和其它类似装置可以使用各种技术和装置制造。例如，在OVJP和类似技术中，一或多个材料射流指向衬底以形成OLED的各个层。

实验实例和方法

参考以下实验实例进一步详细描述本发明。提供这些实例仅仅是为了说明的目的，并且不旨在进行限定，除非另作说明。因此，本发明决不应解释为限于以下实例，而是应解释为涵盖由于本文所提供的教导而变得明显的任何和所有变化。

在不进行另外描述的情况下，据信本领域的普通技术人员可以使用前面的描述和以下说明性实例来制造和利用本发明的系统和方法。因此，以下工作实例具体指出了本发明的示范性实施例，并且不应被解释为以任何方式限制本公开的其余部分。

图6A-6B示出了采用η_PL＝44±1％的发射青色的mCBP:Ir(dmp)₃等级的EML的装置C1-3和F1-3的EQE和电致发光(EL)光谱^10,11(装置性能数据参见表1)。结构1采用特征在于仅SPP能量转移的17nm厚的SF3Trz ETL，而2和3采用用于PEP能量转移的17nm/25nm厚的BPyTP2 ETL。F1具有的PF＝1.9±0.2，并且在保持相同的EQE的情况下，将C1的CIE坐标从(0.16，0.26)位移到(0.14，0.14)。在相似的ETL厚度下，装置F2具有的PF＝2.4±0.2，并且将CIE坐标移位到(0.14，0.18)，而其由于向PEP的强能量转移而遭受EQE损失。相较于EQE＝9.9±0.1％并且CIE＝(0.16，0.27)的对应装置C3，F3的ETL厚度被优化以平衡PF与EQE之间的权衡，使得PF＝2.0±0.2，深蓝色的CIE＝(0.15，0.20)并且峰值EQE＝10.4±0.5％。在一些实施例中，EQE和珀塞尔因子的乘积可以用于层厚度优化，使得EQE、PF或其积基于所需的装置特性得以优化。考虑到表面极化激元模式在平面外方向上以指数方式衰减，具有较厚ETL的PEP增强的F3的特征仍在于PF比SPP增强的F1的PF略高，并且出耦效率提高了45％。除了将青色发射转化为深蓝色外，低Q Ag/DBR空腔模式对发射光谱的角依赖性影响很小，在图6C中的F2中示出。F2的发射强度的角依赖性与C2仅略微不同(参见插图)。从C到F，使用相同ETL的装置的电流-电压特性未显示出变化，参见图12D，所述图表明不存在于此装置设计相关联的功率代价。

图6D显示了F1-3相较于C1-3的工作寿命。在电流密度J＝7mA/cm²时老化(对应于发射青色的C3的初始亮度L₀为约1000cd/m²，参见表1)，与F1相对于C1的2.5倍增强和F3相对于C3的2.2倍增强相比，通过相对于C2珀塞尔增强最强烈的F2实现了LT90的4.4倍增强。图7A汇总了Ir(dmp)₃装置工作寿命相对于计算的平均PF。从LT90到LT70，工作寿命相对于PF之间的幂律从m＝2.4±0.3减小到m＝1.7±0.3，这表明TPA和TTA两者对老化的贡献。显然，通过提高辐射衰减率k_r来延长装置工作寿命在老化过程的早期最有效。随着时间进展，三重态受珀塞尔效应的影响由于缺陷数量上升导致非辐射淬灭的分数增加而逐渐减小(参见式2)。

图7B汇总了极化激元增强的珀塞尔效应实现的装置性能相较于具有最低PF的常规Ir(dmp)₃装置C1的装置性能。封闭的三角形区与整个装置寿命期间发射的等效深蓝色光子的总数成比例。装置F1实现了最深的蓝色，并且在保持与C1的EQE相同的EQE的同时寿命相比于C1的寿命增加了2.7倍。装置F2实现了最长LT90，相较于C1增加了5.3倍。然而，由于向PEP的强竞争性能量转移，EQE略有降低。装置F3具有的EQE最高＝10.4±0.5％，实现了LT90的4倍增加。装置F1-3沿各个轴线实现了最佳性能。因此，在低Q空腔中引入PEP显著增加了整个装置寿命期间的总深蓝色光子输出，同时放松了为常规装置的特征的装置寿命、颜色和效率之间的通常权衡。

图7C将来自本研究与先前报告的蓝色基于Ir络合物的PHOLED的归一化的LT90相对于CIE_y进行了比较。在此，归一化的LT90是在等效于初始EQE＝25％的装置在J＝2mA/cm²处老化的标准光子出射度M_p,0＝EQE×J或者CIE＝(0.17，0.32)的发射青色的装置的初始亮度L₀＝1000cd/m²下计算的(参见表1)。蓝色像素需要小的CIE_y坐标才能达到显示器的全色域，但是归一化的LT90显示出，由于激子能量的对应增加，在装置寿命期间，在CIE_y的情况下出耦的光子总数以指数方式下降。如上，这导致激子更可能参与破坏性双分子湮灭。因此，正如普遍观察到的，深蓝色装置的寿命比发射青色的PHOLED的寿命短得多，这使得实现深蓝色装置的充足寿命的挑战越来越困难。

过去的研究表明，除了提高化学稳定性或空间位阻以封闭掺杂剂和主体的包装以防止其碎片化外，还可以通过对EML掺杂进行分级或在EML中使用经混合的共主体通过三重态密度谱的空间扩展来减少能量驱动的退化的影响。这些努力使常规单主体均匀掺杂的装置的归一化的LT90提高了一个数量级。基于先前的分级掺杂的装置，所公开的方法进一步实现了LT90的三倍增加和ΔCIE_y＝-0.09±0.03的位移，保守估计F1比类似深蓝色的基于Ir的PHOLED提高了14倍。F1表示CIE_y<0.15的情况下深蓝色PHOLED的寿命最长。此外，通过调整ETL厚度来调谐Ag/BPyTP2 PEP增强的Ir(dmp)₃装置F3的PF和EQE，在CIE＝(0.15，0.20)的情况下，实现了归一化的LT90＝140±20小时，这显然是迄今为止报告的最稳定的蓝色的基于Ir的PHOLED。

由于空腔设计独立于主体矩阵和发射体组成，因此其可以应用于各种结构和其它三重态主导的装置，包含基于形成激发复合体的共主体矩阵的装置。例如，相较于对照，深蓝色形成激发复合体的共主体Ir(cb)₃装置实现了装置寿命的3.4倍提高，参见图13B。此外，底部和顶部空腔结构的制造在遵循标准OLED制造和一般光刻工艺的同时是对OLED层来说是非侵入性的。在此呈现的针对底部发射装置的解决方案同样适用于顶部发射PHOLED，在空腔结构方面进行合适的改变。

综上所述，通过极化激元至等离激元激子极化激元(PEP)显著增强了PHOLED中的珀塞尔效应，由此在保持高EQE的同时显著延长了深蓝色装置的工作寿命。极化激元色散和空腔工程化为OLED的设计提供了新的自由度。例如，通过PEP实现了2.4±0.2的平均珀塞尔因子，这产生了与类似的常规PHOLED相比最大5.3倍的寿命增强。通过使用底部DBR引入弱空腔模式，珀塞尔增强的Ir(dmp)₃装置在不降低EQE或引入对发射颜色的明显的角度依赖性的情况下实现了从青色到深蓝色的色移。与具有相同发射颜色的类似装置相比，保守估计实现了归一化的LT90的10-14倍增加，这是迄今为止报告的寿命最长的蓝色基于Ir的PHOLED。装置工作寿命与PF之间存在1.7-2.4的幂律依赖性，表明此技术具有显著延长PHOLED寿命的潜力，特别是在可用于显示应用和照明应用两者的深蓝色中。

通过在ETL单线态激子能量与共振光学模式之间引入反交叉，极化激元的强光-物质相互作用使总ODoS增加。反交叉使极化激元色散位移到与蓝色三重态发射共振。根据费米黄金定律(Fermi's golden rule)，三重态辐射衰减率为：

在此，和分别是三重态跃迁偶极子矩矩阵元和约化普朗克常数。由于其低振子强度，三重态将能量转移到弱耦合条件中的极化激元，这与成比例。在弱耦合条件中，PF与ODoS成比例。对于平面OLED，ODoS是由并向量格林函数G(r₀,r₀；ω₀)通过ρ_p(r₀,ω₀)∝n_p·Im[G(r₀,r₀；ω₀)]·n_p∝∑_k|u_k,p|²δ(ω_k-ω₀)确定的，所述公式为多模扩展u_k,p的色散关系ω_k与模态波矢量k和偶极子朝向p(圆柱坐标中为水平或竖直，由单位矢量n_p表示)的函数。PEP和Ag增强的SPP具有在高k_x区域中积分的较大模式密度|u_k,p|²。PF主要由金属/ETL界面处的极化激元的能量转移率控制。PEP是由于ETL中的激子与金属阴极上的SPP耦合而产生的。如BPyTP2等ETL在l＝345nm的波长下的消光系数大为0.95±0.05，并且能隙为3.0eV。这导致与Ag或Al等离激元模式强耦合的PEP，参见图4和图9。与常规Al阴极相比，Ag具有从3.8eV开始的吸收带，所述吸收带导致高k_x等离激元模式平坦化。

珀塞尔效应通过降低三重态密度来延长装置的工作寿命，由此通过TPA和TTA减缓缺陷产生(并且因此减缓非辐射淬灭)。装置退化是PL量子产率降低的函数，η_PL：

在此，k_tot、k_nr、K_TPA、K_TTA和K_QN分别为总衰减率、自然非辐射衰减率、由于TPA、TTA的缺陷产生率以及密度的三重态N与密度的缺陷Q之间的双分子淬灭率。对于η_PL为约100％的磷光体，珀塞尔效应使初始三重态密度降低了1/PF。这进而降低了TPA或TTA分别通过1/PF或1/PF²诱导的初始缺陷产生率。此外，对于相同的η_PL损失，需要较大的缺陷密度以匹配相当于老化前所需的辐射衰减率的增加的辐射衰减率。缺陷产生的减慢和淬灭的减少使寿命增强与式(2)-(3)中的PF之间的幂律为m>1。

竖直偶极子仅激发横向磁(TM)模式，并且由此是无效地出耦的，而水平(平面内)偶极子与横向电(TE)模式和TM模式耦合。由于PEP和SPP是TM极化的，因此在最靠近阴极的局部最大值PF＝7.5的情况下，竖直偶极子比水平偶极子具有更高的PF(参见图11B)。因此，TM极化激元增强的珀塞尔效应降低了湮灭具有竖直跃迁偶极子矩的无效地出耦的三重态的概率。

这与图5B和图11C中的TrPL测量结果一致。随着TM-极化激元能量转移增加，竖直偶极子与水平偶极子之间的PF的对比出现分化，使得出耦的PL信号最终受水平偶极子主导。为了估计实际PF，假设在50nm厚的EML上对各向同性偶极子求平均来计算其值。

图5B中的测得的PL瞬态显示出低Q Ag/DBR空腔的变化可忽略不计。这与图11A中的出耦的、衬底和波导模式中极化激元ODoS的主导性是一致的。由于表面模式的近场性质，平均PF主要由ETL厚度控制。

针对ETL在略短于三重态发射波长的波长下的较大振子强度而选择ETL。因此，PEP的LP分支由于其抗交叉行为而从裸SPP红移。使用转移矩阵和格林函数模拟，按照ETL的厚度对色散和ODoS进行了调谐。ETL激子能量高于掺杂剂三重态能量防止通过从三重态的福斯特或德克斯特(Dexter)能量转移的激子泄漏，从而降低了PHOLED效率。然而，接近三重态能量的ETL激子能量增加了PEP LP色散与三重态发射光谱之间的重叠，导致发射波长下的ODoS大。因此，在略短于三重态发射波长的波长下具有大振子强度的高效ETL激子对于激发PEP增强珀塞尔效应来说是最佳的。

在图4中，20nm Al/20nm BPyTP2双层的PEP通过角度依赖性反射率光谱识别。测得的Al/BPyTP2 PEP色散从在图9中减去线性背景的局部极小值中提取，并拟合到耦合的振子模型中：

在此，E_SPP为裸SPP色散，并且g₁、g₂和g₃分别为SPP模式与BPyTP2 0-0、0-1和0-2激子电子振动态之间的耦合强度。强耦合的PEP通过裸SPP色散与激子之间的反交叉来识别，其拉比分裂能(Rabi splitting energy)为大于SPP模式与激子的线宽(Γ_SPP+Γ_ex,i)。在此，由光谱拟合获得的g₁和g₂分别为0.64±0.05eV和0.70±0.05eV。从消光系数和SPP角分辨反射测量结果中提取的线宽为Γ_ex,0-0＝0.48±0.01eV、Γ_ex,0-1＝0.50±0.01eV和Γ_SPP＝0.3±0.1eV。0-0激子和0-1激子的拉比分裂能为1.3±0.1eV和1.4±0.1eV，这证实了达到了强耦合条件。

还发现了在经混合的共主体mCBP:SiTrzCz2 EML中，采用深蓝色但相对短寿命的磷光体Ir(cb)₃的PHOLED，工作寿命也得到改进。详细寿命数据参见表1和图13B。Ir(cb)₃装置C4-6的特征在于Al/BPyTP2 PEP，而H5-6与Ag/BPyTP2 PEP发生相互作用。所有Ir(cb)₃装置在J＝5mA/cm²处老化。在Ir(cb)₃装置之中，结构4-6采用厚度从40nm减小到15nm，以增强到PEP的ET的BPyTP2 ETL。通过减小ETL厚度来增加Al/BPyTP2PEP的近场能量转移使从C4到C5和C6的装置寿命加倍。相比之下，当H5到H6的ETL厚度从20nm减小到15nm，并且PF从2.1±0.2增加到2.4±0.2时，工作寿命相较于C4的工作寿命从2.1±0.1倍增加到3.4±0.1倍。具有不同PF的C5和H5的装置寿命相似可能是由于通过改变阴极而引入到Ir(cb)₃装置的其它因素。然而，H6中通过Ag/BPyTP2 PEP增强的珀塞尔效应仍显著延长装置寿命。相较于寿命增强，EQE仅显示出对于H5和H6由于能量转移到Ag/BPyTP2 PEP而适度降低，而发射颜色在ΔCIE_y＝-0.1的位移的情况下饱和，参见图13C-13D和表1。电流-电压特性未显示出变化，参见图13E。

PHOLED在具有预先图案化的底部电极的玻璃衬底上生长，所述衬底进行了溶剂清洗并且通过UV-臭氧等离子体处理了15分钟。对于全空腔装置，DBR通过等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)在200℃的温度下生长。使50-60nm厚的氧化铟锡(ITO)层以1.5埃/秒的沉积速率通过磁控溅射沉积在分压为2mTorr的Ar等离子体中。对DBR对的厚度和数量进行迭代以匹配磷光体发射光谱的线宽和光谱重叠。以465nm的中心波长为目标，SiN_x/SiO₂层厚度为56nm/80nm，其中批次之间的变化为10％。对ITO和SiN_x盖层的厚度进行迭代，以使空腔模式与磷光体发射光谱对齐。ITO在成型气体下在450℃下快速热退火3分钟(20-40Ω/sq)。ITO在HCl:H₂O(1:1体积比)中湿蚀刻16分钟，其中电极图案由3μm厚的S1813光刻胶保护。在基压<10^-7托的真空室中通过热蒸发使有机层沉积。

所使用的材料，其中的一些在图8中示出，为：2-(9,9'-螺环双[芴]-3-基)-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(SF3Trz)17nm/3,3'-二(9H-咔唑-9-基)-1,1'-联苯基(mCBP)5nm/mCBP:18-8vol.％的分级的铱(III)三[3-(2,6-二甲基苯基)-7-甲基咪唑[1,2-f]菲啶](Ir(dmp)₃)/N,N'-二(1-萘基)-N,N'-二苯基-(1,1'-联苯基)-4,4'-二胺(NPD)+双吡嗪[2,3-f:2',3'-h]喹啉-2,3,6,7,10,11-己腈(HATCN)10nm；2,7-二(2,2'-联吡啶-5-基)三苯(BPyTP2)17nm/mCBP 5nm/mCBP:18-8vol.％的分级的Ir(dmp)₃/NPD+HATCN 10nm；BPyTP225nm/mCBP 5nm/mCBP:18-8vol.％的分级的Ir(dmp)₃/NPD+HATCN 10nm；BPyTP2 40nm/9,9'-(6-(3-(三苯基甲硅烷基)苯基)-1,3,5-三嗪-2,4-二基)双(9H-咔唑)(SiTrzCz2)5nm/mCBP:SiTrzCz2:fac-三(5-(叔丁基)-1,3-二苯基2,3-二氢-1H-咪唑[4,5-b]吡嗪)铱](Ir(cb)₃)(40:40:20vol.％)50nm/mCBP 5nm/NPD 5nm/HATCN 5nm；以及BPyTP2 20nm/SiTrzCz2 5nm/mCBP:SiTrzCz2:Ir(cb)₃(40:40:20vol.％)50nm/mCBP 5nm/NPD 5nm/HATCN5nm；BPyTP2 15nm/SiTrzCz2 5nm/mCBP:SiTrzCz2:Ir(cb)₃(40:40:20vol.％)50nm/mCBP5nm/NPD 5nm/HATCN 5nm。

使用薄金属阴影掩膜使阴极沉积以限定2mm²装置有源区。所有Al层首先以0.1埃/秒的速率沉积至的厚度，并且然后以1埃/秒的速率沉积，直到达到100nm总厚度。所有Ag层都以0.1埃/秒的速率沉积至的厚度，并且然后以0.6埃/秒的速率沉积，直到达到100nm总厚度。在O₂/H₂O浓度<0.1ppm的N₂环境中通过附接到衬底的玻璃盖在玻璃盖周围使用UV固化的环氧树脂的珠粒将装置封装。

J-V、亮度和EQE特性使用半导体参数分析仪(B1500A，是德科技公司(KeysightTechnologies))和经校准的大面积光电二极管(S3584-08，滨松光子株式会社(HamamatsuPhotonics))按照标准程序收集前视方向上的所有光子以消除由于发射角依赖性引起的误差测量的。电致发光(EL)光谱通过光纤耦合光谱仪(USB4000，海洋光学公司(OceanOptics,Inc.))测量。EQE数据从至少两个不同批次提取，其中每个批次中有至少有两个装置。

装置工作寿命在恒定电流密度和室温下测量。亮度数据通过自动化源测量单元(SMU，安捷伦公司(Agilent)U2722和安捷伦公司34972A)收集。寿命数据从至少两个不同的包括至少两个装置的批次提取。

Ir(dmp)₃和Ir(cb)₃装置的工作寿命拟合到拉伸指数：L(t)/L₀＝exp[-(t/t₀)^β]。拟合参数t₀和β列示于表2。

为了比较文献中采用不同磷光体、发射光谱和装置结构的PHOLED，装置工作寿命数据相对于经验加速模型归一化：

在此，M_p＝EQE×J为装置的初始光子出射度，并且n为加速度因子。M_p,test为测试条件下的初始光子出射度，并且M_p,0为接近于参考数据的平均值的初始光子出射度。采用加速度因子n＝1.8±0.2。

给定相同的磷光体和发射光谱，装置的亮度与光子出射度成正比。因此，相对于初始光子出射度归一化在基于能量的物理退化过程与通常的光度标准之间提供了桥梁。在本研究中，所有寿命数据相对于M_p,0＝25％×2mA/cm²归一化，这相当于EQE＝25％的PHOLED在2mA/cm²处老化。对于CIE_y为约0.30的发射青色的装置[13,20]，这对应于L₀＝1000cd/m²的初始亮度。

TrPL测量结果由于其高η_PL＝85±8％而使用50nm厚的mCBP:SiTrzCz2:Ir(cb)₃(40:40:20vol.％)EML¹⁶。光学结构有：100nm金属/x nm ETL/5nm SiTrzCz2/50nmmCBP:SiTrzCz2:Ir(cb)₃(40:40:20vol.％)/5nm mCBP/10nm HATCN/50nm ITO或50-60nm ITO/DBR(15nm SiN_x/80nm SiO₂/56nm SiN_x/80nm SiO₂/56nm SiN_x)。

完整装置结构的TrPL数据通过与显微镜(Eclipse Ti2，尼康公司(Nikon))耦合的时间相关单光子计数器(PicoHarp 300，皮科夸特公司(PicoQuant))收集。泵浦激光器(P-C-405，皮科夸特公司)波长为405nm，其中重复率为10kHz，泵浦功率<1nW，并且光束直径为0.5μm。选择泵浦波长以在其它有机层，如BPyTP2中达到最大磷光酚-背景发射比。在快速发射后，使用以下对缓慢衰减的TrPL数据进行拟合：

在此，τ、K_TT和N₀分别为磷光体的PL寿命、三重态-三重态淬灭速率和初始三重态密度。泵浦功率被选择为使得τK_TTN₀＜＜10％，以避免双分子淬灭的影响。

角分辨反射率是使用椭圆偏振术(woolam 2000，乌兰姆公司(woolam))测量的。在UV熔融二氧化硅棱镜耦合器上，图4的结构为：ETL 20nm/Al 20nm和ETL 20nm/Ag40nm。使用转移矩阵方法以对多层结构的角分辨反射进行建模。

图4和6C中的角分辨PL光谱是使用油浸物镜(×100，NA＝1.40，奥林巴斯公司(Olympus))和4f傅里叶成像系统(f＝200mm)获得的。反射和PL信号的傅里叶图像传递通过分析仪，在电荷耦合装置(PIXIS1024B，特励达普林斯顿仪器公司(Teledyne PrincetonInstruments))上重构，并且通过摄谱仪(HRS500，特励达普林斯顿仪器公司)分辨。将图6C中的所有角分辨PL光谱通过注量为1J/cm²的405nm波长1kHz ns脉冲的激光器泵浦，并且集成1分钟。将信号通过放置在单色仪前的425nm长通滤波器滤波。

光学常数使用椭圆计(Woollam 2000，乌兰姆公司)从250-1700nm测量，并且在拟合到b样条和通用振子模型的Si/SiO₂衬底上对几个薄膜(20-50nm)求平均。通过将消光系数k与相同薄膜的在蓝宝石衬底上的UV可见光谱(铂金埃尔默1050(Perkin Elmer 1050))进行比较，对所述消光系数进行迭代。

基于嵌入在多层结构中的偶极子，并向量格林函数遵循雪拉比(Celebi)等人。OLED结构决定了格林函数的多模扩展，并且由此决定了电场和ODoS。通过取坡印亭矢量(Poynting vector)的实部模拟的耗散功率与偶极子的衰减率成比例，并且因此与ODoS成比例。基于平面内波矢量k_x/k₀，光学模式为出耦的模式(包含出耦的空腔模式)、衬底模式、波导模式和SPP/PEP模式等。因此，珀塞尔因子和能量转移率是通过每种模式的ODoS和耗散辐射功率来计算的。PF是偶极子的总ODoSρ_tot(ω_k)，其通过偶极子在EML的各向同性无限介质中的ODoS归一化。出耦效率是通过k_x/k₀<1的相对于总ODoS归一化的模式根据耗散功率来计算的ρ_tot(ω_k)。每个装置的平均PF是假设各向同性偶极子朝向由Ir(dmp)₃的发射光谱的重叠和均匀激子空间分布计算的，扩展数据参见图11B-C。图5A中的每个耗散通道的能量转移率由测得的EQE、PLQY、EL光谱以及计算的平均PF计算，其中自然辐射衰减率与自然非辐射衰减率之比为k_r,0:k_nr＝η_PL:1-η_PL，假设完全电荷平衡、出耦的辐射通道耦合率和高k_x辐射通道耦合率为k_r,out＝PF×η_out和k_r,high＝PF×(1-η_out)，出耦效率为η_out＝EQE_max/PLQY。

还对堆叠式装置进行了实验研究。首先，等离子体激子极化激元(PEP)显示在金属/传输层(电子传输层ETL和空穴传输层HTL)的界面处。两种示范性ETL和HTL材料展示了PEP。PEP的特征在于在低极化激元分支中具有平坦色散，并且在蓝色可见区域中具有高光态密度(ODoS)。极化激元色散和ODoS被工程化为在近场中与最终发射体光谱匹配，以使辐射衰减率最大化。其次，金属-金属空腔被设计用于通过将发射层(EML)放置在金属-金属空腔模式的波腹处并靠近金属表面来优化出耦效率和极化激元增强的珀塞尔效应。

探索的一个使用珀塞尔效应增强的堆叠式蓝色OLED的实例包含Ag 100nm/Al3nm/Liq 1.5nm/BPyTP2 15-20nm/mSiTrz 5nm/SiCzCz:SiTrzCz2(1:1):6-13vol％的PtON-TBBi 50-60nm/SiCzCz 5nm/BCFN 5-30nm/HATCN 10nm/50:50mol％的BPyTP2:Li 12nm/BPyTP2 8-30nm/mSiTrz 5nm/SiCzCz:SiTrzCz2(1:1):6-13vol％的PtON-TBBi 50-60nm/SiCzCz 5nm/BCFN 5nm/HATCN 5nm/ITO 5-20nm/Al、Ti、TiO₂或NiCr 2-3nm/Ag 16-20nm/Ti、TiO₂或NiCr 2-3nm/ITO 20-70nm/玻璃。

探索的另一个使用珀塞尔效应增强的堆叠式蓝色OLED的实例包含Ag 100nm/Al3nm/Liq 1.5nm/BPyTP2 15-20nm/mCBP 5nm/掺杂18-8vol％的mCBP:Ir(dmp)₃ 50-60nm/BCFN 5-30nm/HATCN 10nm/50:50mol％的BPyTP2:Li 12nm/BPyTP2 8-30nm/mCBP 5nm/掺杂18-8vol％的mCBP:Ir(dmp)₃ 50-60nm/BCFN 5nm/HATCN 5nm/ITO 5-20nm/Al、Ti、TiO₂或NiCr 2-3nm/Ag 16-20nm/Ti、TiO₂或NiCr 2-3nm/ITO 20-70nm/玻璃。

ETL、HTL和/或HIL在400-450nm以上，通常在300-400nm范围内具大消光系数。大消光系数的标准是当材料与金属电极相邻时，金属电极表面等离激元(SPP)与材料激子吸收之间形成反交叉，从而形成等离子激元激子极化激元(PEP)。这些材料包含BPyTP2(ETL)、BCFN(HTL)以及基于蒽的ETL材料，包含MADN、ZADN和TBADN等。PEP的实例在图14A-14F中。

堆叠式装置寿命增强源自于珀塞尔效应和通过堆叠EML得到的较低驱动电流密度两者。模拟的珀塞尔因子和出耦效率示出在图15A-15C中。经优化的珀塞尔因子为>2.4，并且出耦效率为>25％。先前的报告显示，PF＝2.4可以使单堆叠式PHOLED寿命增加12±2倍，并且使双堆叠式PHOLED寿命在没有珀塞尔增强的情况下增加3倍。由于这两种技术是不相关的，因此预测的装置寿命增强为36倍。图15C中的空腔模式进一步使发射青色的Ir(dmp)₃的发射颜色饱和到CIE＝(0.13，0.09)。国际照明委员会色坐标ΔCIE_y＝-0.1的y坐标对应于大约7倍增加，参见图16。因此，通过PEP增强的堆叠式PHOLED的寿命增强估计为36倍至200倍。

表1：

表1注释：

·光学结构的细节参见图10。

·对于EQE_max，裸EML的天然光致发光量子产率对于Ir(cb)₃为η_PL,0＝85±8％[16]，并且对于Ir(dmp)₃为η_PL,0＝44±1％[11]。

·对于计算的PF_avg，平均珀塞尔因子PF_avg是通过对具有各向同性偶极子朝向的三重态集合进行求平均计算的：PF_avg＝2/3PF_horiz.+1/3PF_vert.。在此，水平和竖直偶极子的PF分别为PF_horiz.和PF_vert.。

·对于LT90、LT80和LT70，恒定电流密度的装置寿命数据提取自图12E和13B。

表2：

表2注释：

·拉伸指数模型：L(t)/L₀＝exp[-(t/t₀)^β]

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本文引用的每个专利、专利申请和出版物的公开内容特此通过引用整体并入本文。尽管已经参照特定实施例公开了本发明，但是显而易见的是，在不偏离本发明的真实精神和范围的情况下，所属领域的其它技术人员可以设计出其它实施例和本发明的变体。所附权利要求旨在被理解为包含所有此类实施例和等效变化。

Claims

1.一种有机发光装置，其包括：

阳极；

定位在所述阳极上方的有机发射层，所述有机发射层包括主体材料和掺杂剂；

定位在所述有机发射层上方的电荷传输层，所述电荷传输层的厚度小于20nm；以及

定位在所述电荷传输层上方的金属阴极；

其中所述电荷传输层和所述阴极被配置成在所述金属阴极与所述电荷传输层之间形成等离激元激子极化激元。

2.根据权利要求1所述的装置，其进一步包括定位在所述阳极下方的反射体。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述有机发射层的至少一部分位于形成在所述反射体与所述阴极之间的空腔的波腹处。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述电荷传输层包括吸收尾，所述吸收尾与所述发射层的发射光谱的一部分重叠。

5.一种消费者产品，其包括根据权利要求1所述的装置，其中所述消费者产品选自由以下组成的群组：平板显示器、弯曲显示器、计算机监测器、医疗监测器、电视、广告牌、用于内部或外部照明和/或信号传递的灯、抬头显示器、完全或部分透明显示器、柔性显示器、卷轴式显示器、折叠式显示器、伸缩式显示器、激光打印机、电话、蜂窝电话、平板计算机、平板手机、个人数字助理PDA、可穿戴装置、膝上型计算机、数码相机、摄录像机、取景器、小于2英寸对角线的微型显示器、3-D显示器、虚拟现实或增强现实显示器、车辆、包括多个拼接在一起的显示器的视频墙、剧院或体育场屏幕、光疗装置以及指示牌。

6.根据权利要求1所述的装置，其中定位在所述阳极上方的所述有机发射层包括位于所述阳极上方的发射体堆叠，所述发射体堆叠包括位于第一发射层与第二发射层之间的电荷产生层，并且其中定位在所述有机发射层上方的厚度小于20nm的所述电荷传输层包括位于所述阳极与所述发射体堆叠之间的空穴传输层和空穴注入层中的至少一者，所述空穴传输层和所述空穴注入层中的至少一者具有吸收尾，所述吸收尾与所述发射体堆叠的第一三重态控制的发射材料的第一发射光谱的至少第一部分重叠，并且所述发射体堆叠进一步包括：

衬底；

位于所述衬底上方的所述阳极；

位于所述发射体堆叠上方的所述金属阴极；以及

位于所述发射体堆叠与所述金属阴极之间的电子传输层，所述电子传输层具有吸收尾，所述吸收尾与所述发射体堆叠的第二三重态控制的发射材料的第二发射光谱的至少第二部分重叠。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述阳极包括金属阳极。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述电荷产生层的厚度经调谐以使所述第一发射层和所述第二发射层与由所述金属阳极和所述金属阴极限定的金属-金属空腔的所述波腹相匹配。

9.一种有机发光装置OLED，其包括：

衬底；

位于所述衬底上方的反射体；

位于所述反射体上方的第一电极；

位于所述第一电极上方的发射层；

位于所述发射层上方的电子传输层；以及

位于所述电子传输层上方的第二电极，其中所述电子传输层和所述第二电极被配置成在所述第二电极与所述电子传输层之间形成等离激元激子极化激元。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述OLED包含位于所述第一电极与所述第二电极之间的空腔。

11.根据权利要求10所述的装置，其中所述发射层被定位成跨越所述空腔的波腹。

12.根据权利要求9所述的装置，其中所述电子传输层在比有机发射层的三重态发射波长短的波长下具有大振子强度。

13.一种有机发光装置，其包括：

衬底；

位于所述衬底上方的第一电极；

位于所述第一电极上方的发射体堆叠，所述发射体堆叠包括位于第一发射层与第二发射层之间的电荷产生层；

位于所述发射体堆叠上方的第二电极；

位于所述第一电极与所述发射体堆叠之间的空穴传输层和空穴注入层中的至少一者，所述空穴传输层和所述空穴注入层中的至少一者具有吸收尾，所述吸收尾与所述发射体堆叠的第一三重态控制的发射材料的第一发射光谱的至少第一部分重叠；以及

位于所述发射体堆叠与所述第二电极之间的电子传输层，所述电子传输层具有吸收尾，所述吸收尾与所述发射体堆叠的第二三重态控制的发射材料的第二发射光谱的至少第二部分重叠。

14.根据权利要求13所述的装置，其中所述第一电极和所述第二电极包括金属电极。

15.根据权利要求14所述的装置，其中所述电荷产生层的厚度经调谐以使所述第一发射层和所述第二发射层与由所述第一电极和所述第二电极限定的金属-金属空腔的波腹相匹配。