TWI575792B - 包含奈米結構之發光裝置 - Google Patents

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TWI575792B
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鄭世鈞
大衛Ｔ 西斯克
望月天音
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日東電工股份有限公司
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Description

包含奈米結構之發光裝置
本發明相關於一種發光裝置，特別是有關於一種包含奈米結構之發光裝置
有機發光裝置(OLED)於發光及顯示器應用已漸趨重要。然而，尚需有明顯的進步以促進OLED技術之廣泛使用。舉例來說，目前全內反射限制自裝置所提取的光線量為OLED發射光的約20-35%。雖然外散射膜或微透鏡陣列(MLA)可協助提取發出之一些發射光線，仍須其他方法以更進一步提高裝置效率。
結合奈米結構材料於OLED裝置之有機層中可協助提高自有機形式(organic modes)之裝置之光線提取。
一些實施例包含一種發光裝置，包含：發光層設置於陽極及陰極之間；第一電荷傳輸層包含第一電荷傳輸材料，且設置於發光層及陽極或陰極之間；以及奈米結構材料接觸或設置於第一電荷傳輸層及發光層之間。在一些實施例中，實質上裝置發出之全部光線可穿透第一電荷傳輸層。
這些或其他實施例在此更詳細地被描述。
20、550‧‧‧發光層
2‧‧‧第一電極
4‧‧‧第二電極
6‧‧‧奈米結構材料
8‧‧‧第一電荷傳輸層
9‧‧‧第二電荷傳輸層
50、110、210、250、1010、560‧‧‧奈米結構
7‧‧‧光線
10、520‧‧‧陽極
35、600‧‧‧陰極
21‧‧‧表面
30、580‧‧‧電子傳輸層
15、540‧‧‧電洞傳輸層
60、570‧‧‧過渡層
200‧‧‧光提取層
120‧‧‧箱子
220‧‧‧矩形
260‧‧‧波浪表面
270‧‧‧厚度
280‧‧‧特定點
510‧‧‧玻璃基材
530‧‧‧電洞注入層
590‧‧‧電子注入層
第1A圖係為有機發光裝置之實施例之示意圖。
第1B圖係為奈米結構可如何實質上地穿透奈米結構接觸之層之一例子之示意圖。
第1C圖係為奈米結構可如何實質上地變形奈米結構接觸之層之一例子之示意圖。
第2A圖係為有機發光裝置之實施例之示意圖。
第2B圖係為有機發光裝置之實施例之示意圖。
第3A圖係為有機發光裝置之實施例之示意圖。
第3B圖係為有機發光裝置之實施例之示意圖。
第4A圖描繪可描述為：當見於xz平面時實質上矩形、擬平面、及/或為彎曲或波浪奈米薄片之粒子之理想例子。
第4B-4C圖描繪彎曲或波浪奈米薄片之例子。
第5圖描繪實質上膠囊形狀粒子之理想例子。
第6A-6I圖描繪包含在不同沉積速率下沉積之奈米結構之一些實施例之表面之掃描式電子顯微圖像。
第7A-7B圖係為有機發光裝置之實施例之示意圖。
第8圖係為裝置A(方形數據點)及控制裝置1(三角形數據點)之發光效率及功率效率對亮度圖。
第9圖係為控制裝置1(方形數據點)；控制裝置2(三角形數據點)；以及裝置A之發光效率及功率效率圖。
第10圖係為控制裝置1(方形數據點)、裝置A(開口圓數據點)、以及具有任意光提取材料之裝置A(菱形數據點)之發光效率及功率效率圖。
第11圖係描繪隨沉積速率增加在此描述之裝置之一些例子之發光效率及功率效率增加之圖。
第12A-12C圖係描繪裝置B(具有改變摻雜物之主體-2)之發光效率、功率效率及外部量子效率之改變之圖。
第1圖係為在此描述之裝置之一些實施例之結構之示意圖。發光層20設置於第一電極2及第二電極4之間。奈米結構材料6設置於發光層20上，而第一電荷傳輸層8設置於奈米結構材料6及第一電極2之間。任意第二電荷傳輸層9可設置於第二電極4及發光層20之間。其他層，例如電荷注入層(如電子注入層或電洞注入層)、電荷阻擋層(如電子阻擋層或電洞阻擋層)、電洞阻擋層等，也可在裝置中存在。
電極及電荷傳輸層之特性可依特殊裝置結構而定。舉例來說，若第一電極2為陽極，則第一電荷傳輸層8為電洞傳輸層，第二電極4為陰極，而第二電荷傳輸層9若存在則為電子傳輸層。相反地，若第一電極2為陰極，則第一電荷傳輸層8為電子傳輸層，第二電極4為陽極，而第二電荷傳輸層9若存在則為電洞傳輸層。因此，電洞傳輸層若存在則可設置於發光層及陽極之間，而電子傳輸層若存在則可設置於發光層及陰極之間。
此外，光線之方向可依特殊裝置結構而定，例如頂部發光或底部發光。在一些實施例中，奈米結構材料可在自裝置發出光線之路徑中。在一些實施例中，奈米結構材料可不在自裝置發出光線之路徑中。在一些實施例中，光線可經由奈米結構材料6、第一電荷傳輸層8及第一電極2自發光層20之方向發出。在一些實施例中，由裝置發出光線之路徑可朝遠離奈米結構材料6之方向行進。
奈米結構材料包含可形成奈米結構之任何材料，而不考慮是否其存在奈米結構。奈米結構材料，例如奈米結構材料6，可為下列形式：複數個奈米結構設置於發光層及第一電荷傳輸層之表面、之間、或接觸；及/或在包含第一電荷傳輸材料及奈米結構材料之混合物之過渡層中，且設置於發光層及第一電荷傳輸層之間。
在一些所描繪之圖式或在此之描述中，奈米結構材料在發光裝置中係以層而被描繪。然而，在一般知識中，奈米結構材料可不為層之形式。舉例來說，奈米結構，例如奈米結構50，如第1B圖所示，可實質上穿透奈米結構接觸之層，例如電荷傳輸層8。奈米結構，例如奈米結構 50，如第1C圖所示，也可實質上變形奈米結構接觸之層，例如電荷傳輸層8。在一些實施例中，奈米結構可以至少約5%、至少約10%、至少約30%、至少約50%、至少約90%、或至少約100%，或者至少約1nm、至少約3nm、至少約5nm、至少約10nm、或至少約20nm之厚度穿透或變形層，其中穿透之方向係垂直於實質上由接觸奈米結構之層之表面形成之平面。
在一些實施例中，奈米結構可實質上穿透或變形發光層、電子傳輸層、電洞傳輸層、過渡層、電洞阻擋層、電子阻擋層、或激子阻擋層。在一些實施例中，奈米結構可實質上穿透或變形電子傳輸層。在一些實施例中，奈米結構可實質上穿透或變形電洞傳輸層。在一些實施例中，奈米結構可實質上穿透或變形發光層。在一些實施例中，奈米結構可實質上穿透或變形過渡層。
相較於不具有奈米結構材料之相似裝置(例如表1-5所示)，包含奈米結構材料可增加OLED之光線輸出、發光效率、或功率效率約2%至約60%、約5%至約60%、約10%至約60%、約10%至約50%；約2%，例如2.22%或2.28%；約4%，例如4.17%、3.51%、或4.08%；約5%，例如4.54%；約6%，例如5.88%；約7%，例如6.67%；約8%，例如7.84%或7.94%；約9%，例如9.46%或9.52%；約10%，例如9.68%；約16%，例如16.13%；約18%，例如18.31%；約21%，例如20.6%；約22%，例如22.65%；約25%，例如24.2%；約28%，例如28.2%或27.5%；約50%，例如51.9%或53.9%；約60%，例如60.6%，或任何這些數值界定之間之範圍之增加。
一些實施例可具有如第2A圖及2B圖所示之結構。發光層20設置於陽極10及陰極35之間。任意複數個奈米結構50可設置於發光層20之表面21。任意過渡層60可設置於發光層20之表面21及電洞傳輸層15之間。任意電子傳輸層30可設置於發光層20及陰極35之間。任意光提取層200可設置於陽極10上。在一些實施例中，陽極10可設置於透光基材上(未顯示)。其他層也可存在。
在一些實施例中，光線7可經由複數個奈米材料50(若存在)、過渡層60(若存在)、電洞傳輸層15、陽極10及光提取層200(若存在)自發光層20之方向發出(第2A圖)。在一些實施例中，光線7可經由電子傳輸層 30(若存在)及陰極35遠離複數個奈米材料50(若存在)而自發光層20之方向發出(第2B圖)。
一些實施例可具有第3A-B圖所示之結構。發光層20設置於陽極10及陰極35之間。電子傳輸層30設置於發光層20及陰極35之間。任意複數個奈米結構50可設置於發光層20之表面21。任意過渡層60可設置於發光層20之表面21及電子傳輸層30之間。任意電洞傳輸層15可設置於陽極10及發光層20之間。陰極35可設置於任意光提取層200。光線7可經由複數個奈米材料50(若存在)、過渡層60(若存在)、電子傳輸層30、陰極35及光提取層200(若存在)自發光層20之方向發出(第3A圖)。其他層也可存在。在一些實施例中，光線7可經由電洞傳輸層15(若存在)及陽極10遠離複數個奈米材料50而發出(第3B圖)。
奈米結構材料，例如奈米結構材料6、或複數個奈米結構，例如奈米結構50，可實質上穿透或變形例如過渡層或電荷傳輸層，或可與下一層例如過渡層或電荷傳輸層形成粗糙界面。在一些實施例中，於所設置表面例如發光層內或上方之奈米結構材料的週期間隔(periodicity)(分離)可改變。在一些實施例中，奈米結構於陣列材料中可具有不規則之週期間隔。在一些實施例中，於奈米結構層之界面或表面之奈米結構之週期間隔係介於約0.00001μm至約50μm、約0.001μm至約20μm、約0.050μm至約5μm、約0.0001μm至約1μm、或約0.1μm至約10μm之間。在一些實施例中，例如5,5"-雙(苯并噁唑-2-基)-3,3'：5',3"-三吡啶(5,5"-bis(benzoxazol-2-yl)-3,3'：5',3"-terpyridine，IOC-2)，週期間隔可介於約0.0001μm及約1.0μm之間。在一些實施例中，例如3,5-二[3-(苯并噁唑-2-基)苯基]吡啶(3,5-di[3-(benzoxazol-2-yl)phenyl]pyridine，IOC-1)，週期間隔可介於約0.1μm及約10.0μm之間。
在一些實施例中，投影於xy平面、或平行於設置奈米結構之表面之單一奈米結構之最大面積，例如21可為約0.0001μm2至約1.0μm2、約0.001μm2至約0.5μm2、或約1μm2至約3μm2、約0.04μm2至約0.150μm2。
複數個奈米結構可為其設置於其上之表面例如像是表面21之發射層的表面上之任何種類之奈米結構。在任意裝置中，奈米結構可相 似於另一奈米結構，或者可改變尺寸、形狀及排列。奈米結構可包含具有一或更多方向於奈米至微米範圍內之結構。舉例來說，奈米突出或奈米粒子可具有：約50nm至約5μm、約100nm至約1μm、約50nm、約100nm、約200nm、約300nm、約500nm、約1μm、約2μm、約5μm或在這些長度界定範圍之任意數值之平均x方向；約50nm至約5μm、約100nm至約1μm、約50nm、約100nm、約200nm、約300nm、約500nm、約1μm、約2μm、約5μm或在這些長度界定範圍之任意數值之平均y方向；及/或約0.5nm至約500nm、約1nm至約100nm、約0.1nm、約0.5nm、約1nm、約2nm、約5nm、約10nm、約50nm、約100nm、約200nm、約300nm、約500nm、或在這些長度界定範圍之任意數值之平均z方向。
儘管奈米結構可為不規則形狀，如第4A圖所示，三個方向x、y、及z可被量化。若具有矩形柱形狀之箱子120形成於奈米結構110之周圍，使箱子120具有最小體積且粒子仍包含於其中，x方向為箱子之最長方向，y方向為箱子之第二長方向，而z方向為箱子之第三長方向。
當於特定平面觀察時，奈米結構之三個方向形狀可藉由描述奈米結構之形狀而被特性化。舉例來說，當於xy、xz、或yz平面觀察時，奈米結構可實質上為矩形、實質上為正方形、實質上為橢圓形、實質上為圓形、實質上為拱形、實質上為三角形、實質上為平行四邊形等。特定形狀不須為幾何上地完美，而僅須被一般觀察者以合理相似於已知形狀而被辨識。奈米結構之三個方向形狀也可使用其他符號而被特定化或描述。
第4B圖描繪可描述為：當於xz平面觀察時實質上矩形220之奈米結構210之理想例子。如此圖所繪示，奈米結構呈現完美的矩形，但當於xz平面或任何其他平面觀察時，形狀僅須相似於矩形至實質上矩形而被辨識。
參閱第4B圖，因為x方向遠大於z方向，當視於xz平面時，奈米結構210也可實質上被描述為線性。如此圖所示，奈米結構於x方向呈現完全地直線，但當於xz平面或任何其他平面觀察時，形狀僅須相似於線至實質上線性而被辨識。
奈米結構210也可被描述為奈米片狀。文字“奈米片狀”為包含於形狀似片狀之奈米結構之廣義文字且具有奈米至微米範圍之任一方 向。此可包含於一方向(例如z)較薄且具有於另兩方向(例如xy)較大面積之奈米結構。
大面積表面僅應可識別，而不須為平面。舉例來說，大面積表面可實質上於xy平面，例如奈米結構210，但也可為彎曲或波浪狀，因此表面之實質部分不在平面上。
奈米結構210也可被描述為擬平面。文字“擬平面”為包含實質上平面之奈米結構之廣義文字。舉例來說，擬平面奈米結構可具有相較於實質上於xy平面之奈米結構之xy面積較明顯之z方向。
在第4C圖中，奈米結構250為彎曲或波浪奈米薄片之例子。若表面之實質部分不在平面上，奈米薄片可包含具有大彎曲或波浪表面260之奈米結構以及垂直於表面上之特定點280之小厚度270。
關於任一奈米薄片或擬平面奈米結構，包含奈米結構210、奈米結構250及其相似物，較大面積或表面對垂直於大表面之點之厚度之平方根比例(例如xy平面對z方向之平方根之比例)，可為約1至約100,000、約3、約5、約10、約20、約100、約1000、約10,000、約100,000、或在此比例界定範圍之間之任一數值。
若奈米結構具有被一般觀察者以相似於針狀形狀而被合理辨識之形狀，奈米結構可被描述為似針狀。
若奈米結構具有被一般觀察者以相似於纖維形狀而被合理辨識之形狀，奈米結構可被描述為纖維狀。此可包含具有於一方向瘦長且於另一方向呈圓柱、圓形或拱形表面之表面之奈米結構。纖維狀奈米結構也可實質上為線性、扭曲或彎曲。
若奈米結構具有被一般觀察者以相似於帶狀而被合理辨識之形狀，奈米結構可被描述為帶狀。此可包含具有於一方向瘦長且於另一方向薄之表面之奈米結構。帶狀形狀可彎曲或扭曲，故奈米結構不須實質上共平面而為帶狀。
第5圖描繪實質上膠囊形狀奈米結構1010之理想例子。當於xy或xz平面觀察時，實質上膠囊形狀奈米結構1010可被描述為實質上橢圓。當視於yz平面時，奈米結構1010可被描述為實質上圓形。
若奈米結構具有被一般觀察者以相似於桿狀而被合理辨識 之形狀，奈米結構可被描述為桿狀。此可包含具有於一方向瘦長之奈米結構。桿狀奈米結構可實質上直線、或具有曲率或彎曲。
若x、y及z方向相似，例如彼此於一等級，奈米結構可被描述為粒狀。
若奈米結構具有被一般觀察者以相似於半球形或半球體而被合理辨識之形狀，奈米結構可被描述為半球狀。此可包含於一方向或平面，例如xy平面實質上圓形或橢圓形且於另一方向，例如xz及/或yz平面為拱形或圓形之奈米結構。每一上述拱形、圓形或橢圓形之半徑可改變或實質上奈米結構與奈米結構為均勻或為相同之奈米結構。
第6A-6F圖描繪奈米結構材料(IOC-1)之實施例之掃描式電子顯微圖像。儘管未徹底描繪，當視於xy平面時下列描述可適用於此圖中突出或粒子之至少一者：圓形、橢圓型、帶狀、纖維狀及/或膠囊。儘管未徹底描繪，當視於yz平面時下列描述可適用於此圖中突出或粒子之至少一者：實質上纖維、線性、桿狀。儘管未徹底描繪，下列其他描述可適用於此圖中突出或粒子之至少一者：纖維、帶狀相似物。
第6G-6I圖描繪奈米結構實施例(6G：IOC-2，6H及6I：IOC-3)之表面之掃描式電子顯微圖像。儘管未徹底描繪，當於xy平面觀察時下列描述可適用於此圖中突出或粒子之至少一者：圓形、橢圓型、半球形或半球體。儘管未徹底描繪，當於yz平面觀察時下列描述可適用於此圖中突出或粒子之至少一者：實質上拱形或半球體。儘管未徹底描繪，下列其他描述可適用於此圖中突出或粒子之至少一者：纖維、帶狀相似物。
在掃描式電子顯微圖像(第6A-6I圖)中指示500nm及20μm之刻度尺，其可提供奈米粒子、奈米突起或薄膜裂縫之尺寸之指示。此圖顯示粒子或裂縫之大致數量可具有約0.1nm至約5μm範圍之x、y及/或z方向。
奈米結構材料之折射係數可改變。舉例而言，折射係數可為約1.1、約1.5、約1.7、約1.8、或在此數值範圍之間之折射係數。在一些實施例中，奈米結構材料之材料之折射係數可大於或等於發射層之材料之折射係數。
奈米結構材料之電荷傳輸特性可依據裝置之結構而改變。 舉例來說，設置於發光層及電洞傳輸層之間之奈米結構材料可具有電洞傳輸特性。同樣地，設置於發光層及電子傳輸層之間之奈米結構材料可具有電子傳輸特性。在一些實施例中，如上述包含奈米結構材料之奈米結構材料之電荷傳輸特性具有對於電洞或電子從電極至發射層之移動性極小或者實質上無效應。
在一些實施例中，奈米結構材料可包含有機化合物，其包含具有分子量約60g/mol至約2000g/mol或約120g/mol至約1000g/mol之範圍之非聚合有機化合物。在一些實施例中，奈米結構材料可具有穩定平面結構。
一些奈米結構材料包含經選擇性地取代之芳香族或雜芳環或環系統，例如經選擇性地取代之苯基(phenyl)、經選擇性地取代之吡啶基(pyridinyl)、經選擇性地取代之咔唑基(carbazolyl)、經選擇性地取代之苯並咪唑(benzimidazole)、經選擇性地取代之苯並噁唑(benzoxazole)、經選擇性地取代之苯并噻唑(benzothiazole)等。
在一些實施例中，奈米結構材料可為線性，例如其中非末端環為經選擇性地取代之1,3-伸苯基(1,3-phenylene)、經選擇性地取代之1,4-伸苯基(1,4-phenylene)、經選擇性地取代之2,4-伸吡啶基(2,4-pyridinylene)、經選擇性地取代之2,5-伸吡啶基(2,5-pyridinylene)或相似連接單環伸芳基(arylene)之材料。一些奈米結構材料可包含具有末端苯并噻唑(benzothiazole)或苯並噁唑(benzoxazole)之化合物。
一些奈米結構材料包含經選擇性地取代之4-(苯並噁唑-2-基)-4’-(4-二苯基胺苯基)-3,3’-雙吡啶(4-(benzoxazol-2-yl)-4’-(4-diphenylaminophenyl)-3,3’-bipyridine)；經選擇性地取代之4-(苯並噁唑2-基)-4”-(咔唑-1-基)三苯基(4-(benzoxazol-2-yl)-4”-(carbazol-1-yl)terphenyl)；經選擇性地取代之2-(4"-(9H-咔唑-9-基)-[1,1'：4',1"-三苯基]-4-基)苯并噻唑(2-(4"-(9H-carbazol-9-yl)-[1,1'：4',1"-terphenyl]-4-yl)benzo[d]thiazole)；經選擇性地取代之4-(苯並噁唑-2-基)-4”-[二(4-甲基苯基)胺基]三苯基(4-(benzoxazol-2-yl)-4”-[di(4-methylphenyl)amino]terphenyl)；經選擇性地取代之4"-(苯并噻唑-2-基)-4”-[二(4-甲基苯基)胺基]三苯基 (4"-(benzothiazol-2-yl)-4”-[di(4-methylphenyl)amino]terphenyl)；經選擇性地取代之4"-(苯并噁唑-2-基)-N,N-二苯基-[1,1'：4',1"-三苯基]-4-胺(4"-(benzo[d]oxazol-2-yl)-N,N-diphenyl-[1,1'：4',1"-terphenyl]-4-amine)；經選擇性地取代之5,5’-雙(苯並噁唑-2-基)-3,3’-雙吡啶(5,5’-bis(benzoxazol-2-yl)-3,3’-bipyridine)；經選擇性地取代之5,5'-雙(苯并噻唑-2-基)-3,3'-雙吡啶(5,5'-bis(benzothiazol-2-yl)-3,3'-bipyridine)；經選擇性地取代之3,3'-雙(苯並噁唑-2-基)-2,2'-雙吡啶(3,3'-bis(benzoxazol-2-yl)-2,2'-bipyridine)；經選擇性地取代之3,3'-雙(苯并噻唑-2-基)-2,2'-雙吡啶(3,3'-bis(benzo[d]thiazol-2-yl)-2,2'-bipyridine)；經選擇性地取代之5,5'-雙(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)-3,3'-雙吡啶(5,5'-bis(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)-3,3'-bipyridine)；經選擇性地取代之3,5-二[3-(苯並噁唑-2-基)苯基]吡啶(3,5-di[3-(benzoxazol-2-yl)phenyl]pyridine，IOC-1)；經選擇性地取代之3,5-雙(3-(苯并噻唑-2-基)苯基)吡啶(3,5-bis(3-(benzo[d]thiazol-2-yl)phenyl)pyridine)；經選擇性地取代之3,5-二[5-(苯並噁唑-2-基)吡啶-3-基]苯(3,5-di[5-(benzoxazol-2-yl)pyridin-3-yl]benzene)；經選擇性地取代之1,3-雙(5-(苯并噻唑-2-基)吡啶-3-基)苯(1,3-bis(5-(benzo[d]thiazol-2-yl)pyridin-3-yl)benzene)；經選擇性地取代之5,5"-雙(苯並噁唑-2-基)-3,3'：5',3"-三吡啶(5,5"-bis(benzoxazol-2-yl)-3,3'：5',3"-terpyridine，IOC-2)；經選擇性地取代之5,5"-雙(苯并噻唑-2-基)-3,3'：5',3"-三吡啶(5,5"-bis(benzothiazol-2-yl)-3,3'：5',3"-terpyridine)；經選擇性地取代之4-(苯並噁唑-2-基)-4”-[二(4-甲基苯基)胺基]三苯基(4-(benzoxazol-2-yl)-4”-[di(4-methylphenyl)amino]terphenyl)；經選擇性地取代之4-(苯並噁唑-2-基)-4”-(二苯基胺基)三苯基(4-(benzoxazol-2-yl)-4”-(diphenylamino)terphenyl)；經選擇性地取代之4-(苯并噻唑-2-基)-4”-(二苯基胺基)三苯基(4-(benzothiazol-2-yl)-4”-(diphenylamino)terphenyl)；經選擇性地取代之4-(苯并噻唑-2-基)-4’-(4-二苯基胺基苯基)-3,3’-二吡啶 (4-(benzothiazol-2-yl)-4’-(4-diphenylaminophenyl)-3,3’-bipyridine)；經選擇性地取代之4-(苯并噻唑-2-基)-4’-[4-(咔唑-1-基)苯基]-3,3’-二吡啶(4-(benzothiazol-2-yl)-4’-[4-(carbazol-1-yl)phenyl]-3,3’-bipyridine)；經選擇性地取代之4-(苯並噁唑-2-基)-4’-[4-(咔唑-1-基)苯基]-3,3’-二吡啶(4-(benzoxazol-2-yl)-4’-[4-(carbazol-1-yl)phenyl]-3,3’-bipyridine)；經選擇性地取代之6,6'-雙(苯并噻唑-2-基)-3,3'-二吡啶(6,6'-bis(benzo[d]thiazol-2-yl)-3,3'-bipyridine)；經選擇性地取代之6,6'-雙(苯並噁唑-2-基)-3,3'-二吡啶(6,6'-bis(benzo[d]oxazol-2-yl)-3,3'-bipyridine)；經選擇性地取代之3,5-二[5-(苯并噻唑-2-基)吡啶-3-基]-1-甲苯(3,5-di[5-(benzothiazol-2-yl)pyridin-3-yl]-1-methylbenzene)；經選擇性地取代之3,5-二[5-(苯並噁唑-2-基)吡啶-3-基]-1-甲苯(3,5-di[5-(benzoxazol-2-yl)pyridin-3-yl]-1-methylbenzene)；經選擇性地取代之3,3"-雙(苯並噁唑-2-基)-1,1'：3',1"-三苯基(3,3"-bis(benzo[d]oxazol-2-yl)-1,1'：3',1"-terphenyl)；經選擇性地取代之2,2'-(5'-乙烯-[1,1'：3',1"-三苯基]-3,3"-二基)雙(苯並噁唑)(2,2'-(5'-vinyl-[1,1'：3',1"-terphenyl]-3,3"-diyl)bis(benzo[d]oxazole))；經選擇性地取代之3,5-二([1,1'-聯苯]-3-基)吡啶(3,5-di([1,1'-biphenyl]-3-yl)pyridine)；經選擇性地取代之1,1'：3',1"：3",1'''：3''',1''''-五聯苯(1,1'：3',1"：3",1'''：3''',1''''-quinquephenyl)；經選擇性地取代之3,3',5,5'-四(苯並噁唑-2-基)-1,1'-聯苯(3,3',5,5'-tetrakis(benzo[d]oxazol-2-yl)-1,1'-biphenyl，IOC-3)；或經選擇性地取代之3,3',5,5'-四(苯并噻唑-2-基)-1,1'-聯苯(3,3',5,5'-tetrakis(benzo[d]thiazol-2-yl)-1,1'-biphenyl)。
除非以其他方式指示，當化合物或化學結構特徵例如芳香族有關“經選擇性地取代之”，其包含不具有取代基(即未經取代)或者表示具有至少一取代基之特徵之“經取代”之特徵。文字“取代基”具有本領域之通常知識者所知之一般意義，且包含取代連接母化合物或結構特徵之至少一氫原子之部分。在一些實施例中，取代基可為於此領域中一般有機部分，其可具有分子量(例如取代基之原子之原子量之總合)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15g/mol至500g/mol。在一些實施例中，取代基 包含0-30、0-20、0-10、或0-5碳原子；以及獨立之0-30、0-20、0-10、或0-5雜原子：氮、氧、硫、矽、氟、氯、溴、或碘；取代基提供包含碳、氮、氧、硫、矽、氟、氯、溴、或碘之至少一原子。取代基之粒子包含，但不限於，烷基(alkyl)、烯基(alkenyl)、炔基(alkynyl)、雜烷基(heteroalkyl)、雜烯基(heteroalkenyl)、雜炔基(heteroalkynyl)、芳香基(aryl)、雜芳基(heteroaryl)、羥基(hydroxyl)、烷氧基(alkoxy)、芳氧基(aryloxy)、醯基(acyl)、醯氧基(acyloxy)、烷基羧酸酯(alkylcarboxylate)、硫基(thiol)、烷硫基(alkylthio)、氰基(cyano)、鹵基(halo)、硫羰基(thiocarbonyl)、O-氨基甲醯基(O-carbamyl)、N-氨基甲醯基(N-carbamyl)、O-硫代氨基甲醯基(O-thiocarbamyl)、N-硫代氨基甲醯基(N-thiocarbamyl)、C-醯胺基(C-amido)、N--醯胺基(N-amido)、S-磺醯胺基(S-sulfonamido)、N-磺醯胺基(N-sulfonamido)、異氰酸基(isocyanato)、氰硫基(thiocyanato)、異氰硫基(isothiocyanato)、硝基(nitro)、矽烷基(silyl)、亞氧硫基(sulfenyl)、亞磺醯基(sulfinyl)、磺醯基(sulfonyl)、鹵烷基(haloalkyl)、鹵烷氧基(haloalkoxyl)、三鹵甲基磺醯基(trihalomethanesulfonyl)、三鹵甲基磺醯基磺醯胺基(trihalomethanesulfonamido)、胺基(amino)等。
為便於解說，關於分子部分之文字“分子量”用以指示於分子之一部分中之原子之原子量之總合，即使其並非完整的分子。
有關在此描述之部分化學名稱之結構描繪如下。這些結構可為未經取代，如下列所示，或者當結構為經取代時取代基可獨立地於一 般為氫原子佔據之任一位置。除非連接點以標示，可於一般為氫原子佔據之任一位置發生連接。
苯並噁唑苯并噻唑1,3-伸苯基(1,4-phenylene)(Benzoxazole)(Benzothiazole)(1,3-phenylene)
2,4-伸吡啶基(2,4-pyridinylenes)
2,5-伸吡啶基(2,5-pyridinylene)
三伸苯基(Terphenylenes)
伸五聯苯基(quinquephenylene)
伸三吡啶基(terpyridinene)
4-(苯并噁唑-2-基)-4’-(4-二苯基胺苯基)-3,3’-雙吡啶(4-(benzoxazol-2-yl)-4’-(4-diphenylaminophenyl)-3,3’-bipyridine)
4-(苯并噻唑-2-基)-4’-(4-二苯基胺苯基)-3,3’-雙吡啶(4-(benzothiazol-2-yl)-4’-(4-diphenylaminophenyl)-3,3’-bipyridine)
4-(苯并噁唑-2-基)-4”-(咔唑-1-基)三苯基(4-(benzoxazol-2-yl)-4”-(carbazol-1-yl)terphenyl)
2-(4"-(9H-咔唑-9-基)-[1,1'：4',1"-三苯基]-4-基)苯并噻唑(2-(4"-(9H-carbazol-9-yl)-[1,1'：4',1"-terphenyl]-4-yl)benzo[d]thiazole)
4-(苯并噁唑-2-基)-4”-[二(4-甲基苯基)胺基]三苯基(4-(benzoxazol-2-yl)-4”-[di(4-methylphenyl)amino]terphenyl)
4"-(苯并噻唑-2-基)-4”-[二(4-甲基苯基)胺基]三苯基(4"-(benzothiazol-2-yl)-4”-[di(4-methylphenyl)amino]terphenyl)
5,5’-雙(苯并噁唑-2-基)-3,3’-雙吡啶(5,5’-bis(benzoxazol-2-yl)-3,3’-bipyridine)
5,5'-雙(苯并噻唑-2-基)-3,3'-雙吡啶(5,5'-bis(benzothiazol-2-yl)-3,3'-bipyridine)
3,3'-雙(苯并噁唑-2-基)-2,2'-雙吡啶(3,3'-bis(benzoxazol-2-yl)-2,2'-bipyridine)
3,3'-雙(苯并噻唑-2-基)-2,2'-雙吡啶(3,3'-bis(benzo[d]thiazol-2-yl)-2,2'-bipyridine)
5,5'-雙(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)-3,3'-雙吡啶(5,5'-bis(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)-3,3'-bipyridine)
3,5-二[3-(苯并噁唑-2-基)苯基]吡啶(3,5-di[3-(benzoxazol-2-yl)phenyl]pyridine)IOC-1
3,5-雙(3-(苯并噻唑-2-基)苯基)吡啶(3,5-bis(3-(benzo[d]thiazol-2-yl)phenyl)pyridine)
3,5-二[5-(苯并噁唑-2-基)吡啶-3-基]苯 (3,5-di[5-(benzoxazol-2-yl)pyridin-3-yl]benzene)
1,3-雙(5-(苯并噻唑-2-基)啶-3-基)苯(1,3-bis(5-(benzo[d]thiazol-2-yl)pyridin-3-yl)benzene)
5,5"-雙(苯并噁唑-2-基)-3,3'：5',3"-三吡啶(5,5"-bis(benzoxazol-2-yl)-3,3'：5',3"-terpyridine)IOC-2
5,5"-雙(苯并噻唑-2-基)-3,3'：5',3"-三吡啶(5,5"-bis(benzothiazol-2-yl)-3,3'：5',3"-terpyridine)
4-(苯并噁唑-2-基)-4”-(二苯基胺基)三苯基 (4-(benzoxazol-2-yl)-4”-(diphenylamino)terphenyl)
4-(苯并噻唑-2-基)-4”-(二苯基胺基)三苯基(4-(benzothiazol-2-yl)-4”-(diphenylamino)terphenyl)
4-(苯并噻唑-2-yl)-4’-[4-(咔唑-1-基)苯基]-3,3’-雙吡啶(4-(benzothiazol-2-yl)-4’-[4-(carbazol-1-yl)phenyl]-3,3’-bipyridine)
4-(苯并噁唑-2-基)-4’-[4-(咔唑-1-基)苯基]-3,3’-雙吡啶(4-(benzoxazol-2-yl)-4’-[4-(carbazol-1-yl)phenyl]-3,3’-bipyridine)
6,6'-雙(苯并噻唑-2-基)-3,3'-雙吡啶(6,6'-bis(benzo[d]thiazol-2-yl)-3,3'-bipyridine)
6,6'-雙(苯并噁唑-2-基)-3,3'-雙吡啶(6,6'-bis(benzo[d]oxazol-2-yl)-3,3'-bipyridine)
3,5-二[5-(苯并噻唑-2-基)吡啶-3-基]-1-甲基苯(3,5-di[5-(benzothiazol-2-yl)pyridin-3-yl]-1-methylbenzene)
3,5-二[5-(苯并噁唑-2-基)吡啶-3-基]-1-甲基苯(3,5-di[5-(benzoxazol-2-yl)pyridin-3-yl]-1-methylbenzene)
3,3"-雙(苯并噁唑-2-基)-1,1'：3',1"-三苯基(3,3"-bis(benzo[d]oxazol-2-yl)-1,1'：3',1"-terphenyl)
2,2'-(5'-乙烯-[1,1'：3',1"-三苯基]-3,3"-二基)雙(苯並噁唑)(2,2'-(5'-vinyl-[1,1'：3',1"-terphenyl]-3,3"-diyl)bis(benzo[d]oxazole))
3,5-二([1,1'-聯苯]-3-基)吡啶(3,5-di([1,1'-biphenyl]-3-yl)pyridine)
1,1'：3',1"：3",1'''：3''',1''''-五聯苯(1,1'：3',1"：3",1'''：3''',1''''-quinquephenyl)
3,3',5,5'-四(苯并噁唑-2-基)-1,1'-聯苯(3,3',5,5'-tetrakis(benzo[d]oxazol-2-yl)-1,1'-biphenyl，IOC-3)
3,3',5,5'-四(苯并噻唑-2-基)-1,1'-聯苯(3,3',5,5'-tetrakis(benzo[d]thiazol-2-yl)-1,1'-biphenyl)
在一些實施例中，內環，例如經選擇性地取代之1,3-伸苯基(1,3-phenylene)、經選擇性地取代之1,4-伸苯基(1,4-phenylene)、經選擇性地取代之2,4-伸吡啶基(2,4-pyridinylene)、或經選擇性地取代之2,5-伸吡啶基(2,5-pyridinylene)，可為未經取代，或可具有小立體體積之取代基，例如氟基(F)、羥基(OH)胺基(NH2)或氰基(CN)。在一些實施例中，末端環可為未經取代，或可具有例如R’、-OR’、-COR’、-CO2R’、-OCOR’、-NR’COR”、CONR’R”、-NR’R”、F；Cl；Br；I；硝基(nitro)；CN等之取代基，其中R’及R”為獨立的氫、經選擇性地取代之苯基或C1-6烷基(alkyl)，例如甲基 (methyl)、乙基(ethyl)、丙基異構物(propyl isomers)、環丙基(cyclopropyl)、丁基異構物(butyl isomers)、環丁基異構物(cyclobutyl isomers)(例如環丁基(cyclobutyl)、甲基環丙基(methylcyclopropyl)等)、戊基異構物(pentyl isomers)、環戊基異構物(cyclopentyl isomers)、己基異構物(hexyl isomers)、環戊基異構物(cyclohexyl isomers)等。
可使用作為奈米結構材料之其他化合物包含下列文件中之一者所述之任一化合物：美國臨時申請號61/449,034，申請日2011年3月3日，其結合參閱有關新化合物之所有揭露；美國臨時申請號61/221,472，申請日2009年6月29日，其結合參閱有關新化合物之所有揭露；美國臨時申請號12/825,953，申請日2010年6月29日，且公開號US 20100326526，其結合參閱有關新化合物之所有揭露；美國臨時申請號61/383,602，申請日2010年9月16日，其結合參閱有關新化合物之所有揭露；美國臨時申請號61/426,259，申請日2010年12月22日，其結合參閱有關新化合物之所有揭露；以及申請中序號13/232,837，申請日2011年9月14日，且公開號為US 2012-0179089，其結合參閱有關新化合物之所有揭露；序號13/410,602，其結合參閱有關新化合物之所有揭露；序號13/410,778，申請日2012年3月2日，且公開號為US 20120226046，其結合參閱有關新化合物之所有揭露；序號13/033,473，申請日2011年2月23日，且公開號為US 20110140093，其結合參閱有關新化合物之所有揭露；以及序號61/696,035，申請日2012年8月31日，其結合參閱有關新化合物之所有揭露。
在一些實施例中，設置於發光層表面之奈米結構材料於發光層之表面積之每平方公分可具有約10ng至約100ng、或約20ng至約60ng之總重量。
在一些實施例中，以石英晶體微量天平(Quartz Crystal microbalance)，其量測設置於其上之重量，之奈米結構材料之標稱厚度(nominal thickness)為約0.0001nm至約50nm或約0.001nm至約10nm。在一些實施例中，光提取層為於光提取材料之孤立區域間包含開口或裂縫之非連續層。
在一些實施例中，奈米結構材料可為實質上透明或實質上半透明。
奈米結構可藉由真空蒸鍍(vacuum evaporation)而沉積且可依據沉積速度自組裝為上述不同形式之奈米結構。奈米結構之尺寸及分布可依據材料之沉積速度而變化。舉例來說，隨著沉積速度增加奈米結構於全部方向可變的較小。在一些實施例中，沉積速度可為約0.005nm/s至約500nm/s、約0.005nm/s、約0.01nm/s、約0.02nm/s、約0.03nm/s、約0.05nm/s、約0.08nm/s、約0.1nm/s、約0.2nm/s、約0.5nm/s、約1nm/s、約10nm/s、約100nm/s、或在這些沉積速度範圍界定之任一數值。在一些實施例中，輸出增強，例如自裝置提取的光線量，可隨著沉積速度而增加。在一些實施例中，輸出增強，例如自裝置提取的光線量，可隨著沉積速度為約0.01A/s至約1.5A/s而增加。
在一些實施例中，於例如發光層之放置表面之中或之上，奈米結構材料之周期性(分離)可改變。
陽極，例如陽極10，可為包含例如金屬、混金屬、合金、金屬氧化物或混金屬氧化物、導電聚合物、及/或例如奈米碳管(carbon nanotube，CNT)之無機材料之傳統材料之層。適當金屬之例子包含第1族金屬、在第4、5、6族及第8-10族過渡金屬中之金屬。若陽極為可透光，在第10、11族中之金屬，例如金、鉑、銀，或其合金；或第12、13及14族中之混金屬氧化物，例如銦錫氧化物(indium-tin-oxide，ITO)、銦鋅氧化物(indium-zinc-oxide，IZO)及其相似物，可被使用。若陽極可透光，例如底部發光二極體結構，陽極層可包含設置發光材料之透明基材。適當透明材料包含，但不限於，玻璃、透明聚合物及透明塑膠。在一些實施例中，陽極層可為例如聚苯胺(polyaniline)之有機材料。聚苯胺之使用描述於"Flexible light-emitting diodes made from soluble conducting polymer," Nature，vol.357，pp.477-479(11 June 1992)。在一些實施例中，陽極層可具有約1nm至約1000nm之範圍之厚度。
陰極，例如陰極35，可為包含具有功函數低於陽極層之材料之層。作為陰極層之適當材料之例子包含第12、13、14族金屬之混金屬氧化物，例如銦錫氧化物(indium-tin-oxide，ITO)、銦鋅氧化物(indium-zinc-oxide，IZO)、第1族之鹼金屬、第2族金屬、第12族金屬、包含稀土元素、鑭系元素、錒系元素、例如鋁、銦、鈣、鋇、鍶及鎂之材料、以及其 組合物。含鋰有機金屬化合物、氟化鋰(LiF)及氧化鋰(Li2O)，也可設置於有機層及陰極層之間以降低操作電壓。適當低功函數金屬包含但不限於，鋁、銀、鎂、鈣、銅、鎂/銀、氟化鋰/鋁、氟化銫、氟化銫/鋁、銦錫氧化物、銦鋅氧化物或其合金。在一些實施例中，陰極層可具有約1nm至約1000nm之範圍之厚度。
發光層，例如發光層20，可包含發光化合物及作為主體之主體化合物。適當主體材料包含，但不限於申請中專利申請號，美國專利公開號2011/0140093(13/033,473，申請日2011年2月23日)。在一些實施例中，主體可為下列任一者： 4'''-(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)-N,N-二-對-甲苯基-[1,1'：4',1"：4",1'''-聯四苯]-4-胺基(Host-1)4'''-(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)-N,N-di-p-tolyl-[1,1'：4',1"：4",1'''-quaterphenyl]-4-amine
9-(4'''-(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)-[1,1'：4',1"：4",1'''-聯四苯]-4-基)-9H-咔唑(Host-2)9-(4'''-(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)-[1,1'：4',1"：4",1'''-quaterphenyl]-4-yl)-9H-carbazole
9-(4'''-(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)-[1,1'：4',1"：4",1'''-聯四苯]-4-基)-9H-咔唑(Host-3)9-(4'''-(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)-[1,1'：4',1"：4",1'''-quaterphenyl]-4-yl)-9H-carbazole
發光層中之主體之總量可改變。在一些實施例中，發光層中主體之總量對發光層之重量介於約70%至近100%之範圍，例如約90%至約99%、或約97%。在一些實施例中，發光化合物之重量為發光層重量之約0.1%至約10%、約1%至約5%、或約3%。發光化合物可為螢光及/或磷光化合物。
發光化合物可包含銥配位化合物例如：雙-{2-[3,5-雙(三氟甲基)苯基]吡啶-N,C2'}銥(III)-吡啶甲酸酯(bis-{2-[3,5-bis(trifluoromethyl)phenyl]pyridinato-N,C2'}iridium(III)-picolinate)；雙(2-[4,6-二氟苯基]吡啶-N,C2’)銥(III)-吡啶甲酸酯(bis(2-[4,6-difluorophenyl]pyridinato-N,C2’)iridium(III)-picolinate)；雙(2-[4,6-二氟苯基]吡啶-N,C2’)銥(乙醯丙酮酸鹽)(bis(2-[4,6-difluorophenyl]pyridinato-N,C2’)iridium(acetylacetonate))；銥(III)bis(4,6-二氟苯基吡啶)-3-(三氟甲基)-5-(吡啶-2-基)-1,2,4-三唑(Iridium(III)bis(4,6-difluorophenylpyridinato)-3-(trifluoromethyl)-5-(pyridine-2-yl)-1,2,4-triazolate)；銥(III)雙(4,6-二氟苯基吡啶)-5-(吡啶-2-基)-1氫-四唑(Iridium(III)bis(4,6-difluorophenylpyridinato)-5-(pyridine-2-yl)-1H-tetrazolate)；雙[2-(4,6-二氟苯基)吡啶-N,C2']銥(III)四(1-吡唑)硼酸鹽(bis[2-(4,6-difluorophenyl)pyridinato-N,C2']iridium(III)tetra(1-pyrazolyl)borate)；雙[2-(2’-苯並噻吩基)-吡啶-N,C3’]銥(III)(乙醯丙酮酸鹽)(bis[2-(2’-benzothienyl)-pyridinato-N,C3’]iridium(III)(acetylacetonate))；雙[(2-苯基喹啉基)-N,C2’]銥(III)(乙醯丙酮酸鹽)(bis[(2-phenylquinolyl)-N,C2’]iridium(III)(acetylacetonate))；雙[(1-苯基異喹啉基-N,C2’)]銥(III)(乙醯丙酮酸鹽)(bis[(1-phenylisoquinolinato-N,C2’)]iridium(III)(acetylacetonate))；雙[(二苯並喹喔啉-N,C2’)銥(III)(乙醯丙酮酸鹽)(bis[(dibenzo[f, h]quinoxalino-N,C2’)iridium(III)(acetylacetonate))；參(2,5-雙-2’-(9’,9’-十二烷茀)吡啶)銥(III)(tris(2,5-bis-2’-(9’,9’-dihexylfluorene)pyridine)iridium(III))；參[1-苯基異喹啉基-N,C2’]銥(III)(tris[1-phenylisoquinolinato-N,C2’]iridium(III))；參-[2-(2’-苯並噻吩基)-吡啶-N,C3’]銥(III)(tris-[2-(2’-benzothienyl)-pyridinato-N,C3’]iridium(III))；參[1-噻吩-2-基異喹啉基-N,C3’]銥(III)(tris[1-thiophen-2-ylisoquinolinato-N,C3’]iridium(III))；參[1-(9,9-二甲基-9H-茀-2-基)異喹啉基-(N,C3’)銥(III))(tris[1-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)isoquinolinato-(N,C3’)iridium(III))；雙(2-苯基吡啶-N,C2’)銥(III)(乙醯丙酮酸鹽)(bis(2-phenylpyridinato-N,C2’)iridium(III)(acetylacetonate)，[Ir(ppy)2(acac)])；雙(2-(4-甲苯基)吡啶-N,C2’)銥(III)(乙醯丙酮酸鹽)(bis(2-(4-tolyl)pyridinato-N,C2’)iridium(III)(acetylacetonate)，[Ir(mppy)2(acac)])；雙(2-(4-叔-丁基)吡啶-N,C2’)銥(III)(乙醯丙酮酸鹽)(bis(2-(4-tert-butyl)pyridinato-N,C2’)iridium(III)(acetylacetonate)，[Ir(t-Buppy)2(acac)])；參(2-苯基吡啶-N,C2’)銥(III)，tris(2-phenylpyridinato-N,C2’)iridium(III)[Ir(ppy)3])；雙(2-苯基噁唑啉-N,C2’)銥(III)(乙醯丙酮酸鹽)(bis(2-phenyloxazolinato-N,C2’)iridium(III)(acetylacetonate)，[Ir(op)2(acac)])；參(2-(4-甲苯基)吡啶-N,C2’)銥(III)(tris(2-(4-tolyl)pyridinato-N,C2’)iridium(III)，[Ir(mppy)3])；雙[2-苯基苯並噻唑基-N,C2’]銥(III)(乙醯丙酮酸鹽)(bis[2-phenylbenzothiazolato-N,C2’]iridium(III)(acetylacetonate))；雙[2-(4-叔-丁基苯基)苯並噻唑基-N,C2’]銥(III)(乙醯丙酮酸鹽)(bis[2-(4-tert-butylphenyl)benzothiazolato-N,C2’]iridium(III)(acetylacetonate))；雙[(2-(2’-噻吩基)吡啶-N,C3’)]銥(III)(乙醯丙酮酸鹽)(bis[(2-(2’-thienyl)pyridinato-N,C3’)]iridium(III)(acetylacetonate))；參[2-(9.9-二甲基茀-2-基)吡啶-(N,C3’)]銥(III)(tris[2-(9.9-dimethylfluoren-2-yl)pyridinato-(N,C3’)]iridium(III))；參[2-(9.9-二甲基茀-2-基)吡啶-(N,C3’)]銥(III)(tris[2-(9.9-dimethylfluoren-2-yl)pyridinato-(N,C3’)]iridium(III))；雙[5-三氟甲基-2-[3-(N-苯基咔唑)吡啶-N,C2’]銥(III)(乙醯丙酮酸 鹽)(bis[5-trifluoromethyl-2-[3-(N-phenylcarbzolyl)pyridinato-N,C2’]iridium(III)(acetylacetonate))；(2-PhPyCz)2Ir(III)(acac)等。
1.(Btp)2Ir(III)(acac)；雙[2-(2’-苯並噻吩基)-吡啶-N,C3’]銥(III)(乙醯丙酮酸鹽)(bis[2-(2’-benzothienyl)-pyridinato-N,C3’]iridium(III)(acetylacetonate))
2.(Pq)2Ir(III)(acac)；雙[(2-苯基喹啉基)-N,C2’]銥(III)(乙醯丙酮酸鹽)(bis[(2-phenylquinolyl)-N,C2’]iridium(III)(acetylacetonate))
3.(Piq)2Ir(III)(acac)；雙[(1-苯基異喹啉基-N,C2’)]銥(III)(乙醯丙酮酸鹽)(bis[(1-phenylisoquinolinato-N,C2’)]iridium(III)(acetylacetonate))
4.(DBQ)2Ir(acac)；雙[(二苯並喹喔啉-N,C2’)銥(III)(乙醯丙酮酸鹽)(bis[(dibenzo[f,h]quinoxalino-N,C2’)iridium(III)(acetylacetonate))
5.[Ir(HFP)3]，參(2,5-雙-2’-(9’,9’-十二烷茀)吡啶)銥(III)(tris(2,5-bis-2’-(9’,9’-dihexylfluorene)pyridine)iridium(III))
6. Ir(piq)3；參[1-苯基異喹啉基-N,C2’]銥(III)(tris[1-phenylisoquinolinato-N,C2’]iridium(III))
7. Ir(btp)3；參-[2-(2’-苯並噻吩基)-吡啶-N,C3’]銥(III)(tris-[2-(2’-benzothienyl)-pyridinato-N,C3’]iridium(III))
8. Ir(tiq)3，參[1-噻吩-2-基異喹啉基-N,C3’]銥(III)(tris[1-thiophen-2-ylisoquinolinato-N,C3’]iridium(III))
9. Ir(fliq)3；參[1-(9,9-二甲基-9氫-茀-2-基)異喹啉基-(N,C3’)銥(III)(tris[1-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)isoquinolinato-(N,C3’)iridium(III))
發光層之厚度可改變。在一實施例中，發光層具有約1nm至約200nm、5nm至約150nm、約10nm至約50nm、或約20nm或約30nm之範圍之厚度。
任意過渡層，例如過渡層60，可包含奈米結構材料及電荷傳輸材料之混合物，例如電洞傳輸材料或電子傳輸材料。一般而言，電荷傳輸材料之特性依靠過渡層之位置而定。舉例來說，設置於發光層及電洞傳輸層之間之過渡層可包含電洞傳輸層及奈米結構材料之混合物；及/或設置於發光層及電子傳輸層之間之過渡層可包含電子傳輸材料及奈米結構材料之混合物。奈米結構材料可具有相似於混合材料之電荷傳輸特性。舉例來說，具有電洞傳輸特性之奈米結構材料可於過渡層中與電洞傳輸材料混 合；及/或具有電子傳輸特性之奈米結構材料可於過渡層中與電子傳輸材料混合。
過渡層之厚度可改變。在一些實施例中，過渡層具有約1nm至約50nm、約5nm至約30nm、或約8nm至約15nm之厚度。在一些實施例中，過渡層不存在。
在過渡層中，奈米結構材料對電荷傳輸材料之重量比可改變，例如約10：1至約1：10、約1.2：1至約1：1.2、或1：1至約1：10、或這些數值界定範圍之任一比例。
若電洞傳輸層存在，例如電洞傳輸層15，可設置於陽極及發光層之間。電洞傳輸層可包含至少一電洞傳輸材料。電洞傳輸材料可包含，但不限於經選擇性地取代之化合物例如芳香族-取代胺(aromatic-substituted amine)、咔唑(carbazole)、聚乙烯咔唑(polyvinylcarbazole，PVK)，例如聚(9-乙烯咔唑)(poly(9-vinylcarbazole))；聚茀(polyfluorene)；聚茀共聚物(polyfluorene copolymer)；聚(9,9-二-n-辛基茀-alt-苯並噻唑)(poly(9,9-di-n-octylfluorene-alt-benzothiadiazole)；聚(對伸苯基)(poly(paraphenylene))；聚[2-(5-氰基-5-甲基己氧基)-1,4-伸苯基](poly[2-(5-cyano-5-methylhexyloxy)-1,4-phenylene])；聯苯胺(benzidine)；苯二胺(phenylenediamine)；酞菁金屬錯合物(phthalocyanine metal complex)；聚乙炔(polyacetylene)；聚噻吩(polythiophene)；三苯胺(triphenylamine)；噁二唑(oxadiazole)；銅酞菁(phthalocyanine)；1,1-雙(4-雙(4-甲基苯基)胺苯基)環己烷(1,1-bis(4-bis(4-methylphenyl)aminophenyl)cyclohexane)；2,9-二甲基-4,7-聯苯-1,10-啡啉(2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline)；3,5-雙(4-叔-丁基-苯基)-4-苯基[1,2,4]三唑(3,5-bis(4-tert-butyl-phenyl)-4-phenyl[1,2,4]triazole)；3,4,5-聯三苯-1,2,3-三唑(3,4,5-triphenyl-1,2,3-triazole)；4,4’,4’-參(3-甲基苯基苯胺基)三苯胺(4,4’,4’-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine，MTDATA)；N,N’-雙(3-甲基苯基)N,N’-聯苯-[1,1’-聯苯]-4,4’-二胺(N,N’-bis(3-methylphenyl)N,N’-diphenyl-[1,1’-biphenyl]-4,4’-diamine，TPD)；4,4’-雙[N-(萘基)-N-苯基-胺基]聯苯(4,4’-bis[N-(naphthyl)-N-phenyl-amino]biphenyl，α-NPD)；4,4',4"-參(咔唑-9- 基)-三苯胺(4,4',4"-tris(carbazol-9-yl)-triphenylamine，TCTA)；4,4’-雙[N,N’-(3-甲苯基)胺基]-3,3’-二甲基聯苯(4,4’-bis[N,N’-(3-tolyl)amino]-3,3’-dimethylbiphenyl，HMTPD)；4,4’-N,N’-二咔唑-聯苯(4,4’-N,N’-dicarbazole-biphenyl，CBP)；1,3-N,N-二咔唑-苯(1,3-N,N-dicarbazole-benzene，mCP)；雙[4-(p,p’-二甲苯基-胺基)苯基]聯苯矽烷(bis[4-(p,p’-ditolyl-amino)phenyl]diphenylsilane，DTASi)；2,2’-雙(4-咔唑苯基)-1,1’-聯苯(2,2’-bis(4-carbazolylphenyl)-1,1’-biphenyl，4CzPBP)；N,N,N”-1,3,5-三咔唑苯(N,N,N”-1,3,5-tricarbazoloylbenzene，tCP)；N,N'-雙(4-丁基苯基)-N,N'-雙(苯基)聯苯胺(N,N'-bis(4-butylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)benzidine)；N,N'-二(萘-1-基)-N,N'-聯苯-聯苯胺(N,N'-Di(naphthalene-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine，NPB)或其相似物。
若電子傳輸層存在，例如電子傳輸層30，可設置於陰極及發光層之間。電子傳輸層之例子可包含，但不限於經選擇性地取代之化合物例如2-(4-聯苯基)-5-(4-叔-丁基苯基)-1,3,4-噁二唑(2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole，PBD)；1,3-雙(N,N-叔-丁基-苯基)-1,3,4-噁二唑(1,3-bis(N,N-t-butyl-phenyl)-1,3,4-oxadiazole，OXD-7)；1,3-雙[2-(2,2’-二吡啶-6-基)-1,3,4-噁二唑-5-基]苯(1,3-bis[2-(2,2’-bipyridine-6-yl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzene)；3-苯基-4-(1’-萘基)-5-苯基-1,2,4-三唑(3-phenyl-4-(1’-naphthyl)-5-phenyl-1,2,4-triazole，TAZ)；2,9-二甲基-4,7-聯苯-啡啉(2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-phenanthroline，浴銅靈(bathocuproine)或BCP)；三(8-羥基喹啉)鋁(aluminum tris(8-hydroxyquinolate)，Alq3)；以及1,3,5-參(2-N-苯基苯并咪唑基)苯(1,3,5-tris(2-N-phenylbenzimidazolyl)benzene)；1,3-雙[2-(2,2’-二吡啶-6-基)-1,3,4-噁二唑-5-基]苯(1,3-bis[2-(2,2’-bipyridine-6-yl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzene，BPY-OXD)；3-苯基-4-(1’-萘基)-5-苯基-1,2,4-三唑(3-phenyl-4-(1’-naphthyl)-5-phenyl-1,2,4-triazole，TAZ)，2,9-二甲基-4,7-聯苯-啡啉(2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-phenanthroline，浴銅靈或BCP)；以及1,3,5-參[2-N-苯基苯并咪唑-z-基]苯 (1,3,5-tris[2-N-phenylbenzimidazol-z-yl]benzene，TPBI)。在一實施例中，電子傳輸層為喹啉鋁(aluminum quinolate，Alq3)、2-(4-聯苯基)-5-(4-叔-丁基苯基)-1,3,4-噁二唑(2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole，PBD)、啡啉(phenanthroline)、喹喔啉(quinoxaline)、1,3,5-參[N-苯基苯并咪唑-z-基]苯(1,3,5-tris[N-phenylbenzimidazol-z-yl]benzene，TPBI)、或其衍生物或組合物。
電子傳輸層之厚度可改變。舉例來說，一些電子傳輸層具有約5nm至約200nm、約10nm至約80nm、或約20nm至約40nm之厚度。
若需要，在發光層中可包含額外層，例如電子注入層(electron injecting layer，EIL)、電洞阻擋層(hole-blocking layer，HBL)、激子阻擋層(exciton-blocking layer，EBL)、電洞注入層(hole-injecting layer，HIL)等。除了分離層外，這些材料之一些可結合為單一層。
若存在，電子注入層可位於陰極及發光層之間。可包含於電子注入層之適當材料之例子包含但不限於，選自於下列之經選擇性地取代之化合物：喹啉鋁(aluminum quinolate，Alq3)、2-(4-聯苯基)-5-(4-叔-丁基苯基)-1,3,4-噁二唑(2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole，PBD)、啡啉(phenanthroline)、喹喔啉(quinoxaline)、1,3,5-參[N-苯基苯并咪唑-z-基]苯(1,3,5-tris[N-phenylbenzimidazol-z-yl]benzene，TPBI)、三氮雜苯(triazine)、例如三(8-羥基喹啉)鋁(tris(8-hydroxyquinoliate)aluminum)之三(8-羥基喹啉)之金屬螫合物、以及例如雙(8-喹啉硫醇)鋅(bis(8-quinolinethiolato)zin)之金屬硫代喹啉酮(thioxinoid)化合物。在一實施例中，電子注入層為喹啉鋁(aluminum quinolate，Alq3)、2-(4-聯苯基)-5-(4-叔-丁基苯基)-1,3,4-噁二唑(2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole，PBD)、啡啉(phenanthroline)、喹喔啉(quinoxaline)、1,3,5-參[N-苯基苯并咪唑-z-基]苯(1,3,5-tris[N-phenylbenzimidazol-z-yl]benzene，TPBI)、或其衍生物或組合物。
若存在，電洞阻擋層可位於陰極及發光層之間。適當電洞阻擋層之例子包含但不限於，選自於下列之經選擇性地取代之化合物：浴 銅靈(bathocuproine)(BCP)、3,4,5-聯三苯-1,2,4-三唑(3,4,5-triphenyl-1,2,4-triazole、3,5-雙(4-叔-丁基-苯基)-4-苯基-[1,2,4]三唑(3,5-bis(4-tert-butyl-phenyl)-4-phenyl-[1,2,4]triazole)、2,9-二甲基-4,7-聯苯-1,10-啡啉(2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline)、以及1,1-雙(4-雙(4-甲基苯基)胺苯基)-環己烷(1,1-bis(4-bis(4-methylphenyl)aminophenyl)-cyclohexane)。
在一些實施例中，發光裝置可包含激子阻擋層。在一實施例中，包含激子阻擋層之材料之能隙為大的足以實質上避免激子擴散。包含於激子阻擋層之適當激子阻擋材料之數量為苯發明所屬技術領域中具有通常知識者已知。構成激子阻擋層之材料之例子包含選自於下列之經選擇性地取代之化合物：鋁喹啉(aluminum quinolate，Alq3)、4,4’-雙[N-(萘基)-N-苯基-胺基]聯苯(4,4’-bis[N-(naphthyl)-N-phenyl-amino]biphenyl，α-NPD)、4,4’-N,N’-二咔唑-聯苯(4,4’-N,N’-dicarbazole-biphenyl，CBP)、以及浴銅靈(bathocuproine)(BCP)、以及具有足夠大之能隙以實質上避免激子擴散之任合其他材料。
若存在，電洞注入層可位於發光層及陽極之間。適當電洞注入層之例子包含，但不限於，選自於下列之經選擇性地取代之化合物：例如聚(3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸(poly(3,4-ethylenedioxythiophene(PEDOT)/polystyrene sulphonic acid(PSS))之聚噻吩衍生物(polythiophene derivative)、例如N,N,N',N'-四苯基聯苯胺(N,N',N'-tetraphenylbenzidine)之聯苯胺衍生物(benzidine derivative)、聚(N,N'-雙(4-丁基苯基)-N,N'-雙(苯基)聯苯胺)(poly(N,N'-bis(4-butylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)benzidine)、三苯胺(triphenylamine)或例如N,N'-雙(4-甲基苯基)-N,N'-雙(苯基)-1,4-苯二胺(N,N'-bis(4-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-1,4-phenylenediamine)之苯二胺衍生物(phenylenediamine derivative)、4,4',4"-參(N-(萘基-2-基)-N-苯胺基)三苯胺(4,4',4"-tris(N-(naphthylen-2-yl)-N-phenylamino)triphenylamine)、例如1,3-雙(5-(4-聯苯胺基)苯基-1,3,4-氧噁唑-2-基)苯(1,3-bis(5-(4-diphenylamino)phenyl-1,3,4-oxadiazol-2-yl)benzene)之氧噁唑衍生物(oxadiazole derivative)、例如聚(1,2-雙-苯甲硫基-乙炔)(poly(1,2-bis-benzylthio-acetylene)之聚乙炔衍生物(polyacetylene derivative)、以及例如酞菁銅(phthalocyanine copper)之酞菁金屬錯合物衍生物(phthalocyanine metal complex derivative)。
若存在，在一些實施例中，光提取材料，例如光提取材料200可為光提取層。光提取材料200可設置於：陽極、陰極、設置於陽極及光提取材料之間之透光層、及/或設置於陰極及光提取材料之間之透光層。光提取材料可包含上述任一奈米結構材料，且可包含上述任一奈米結構，如奈米結構或較大尺寸之微結構。舉例來說，奈米結構可具有：約400nm、約500nm、約1000nm、約1500nm、約2000nm、約2500nm、約3000nm、或這些長度所界定範圍之任一數值之平均x方向；約50nm、約100nm、約300nm、約500nm、約700nm、約1000nm、約1200nm、約1500nm、約1800nm、約2000nm、或這些長度所界定範圍之任一數值之平均y方向；及/或約10nm、約30nm、約50nm、約70nm、約90nm、約100nm、或或這些長度所界定範圍之任一數值之平均z方向。在一些實施例中，薄膜中至少一粒子，或薄膜中之平均粒子，可具有x方向、y方向、或z方向：約5nm、約0.01μm、約0.02μm、約0.05μm、約0.1μm、約0.5μm、約1μm、約2μm、約5μm、約10μm、約20μm、約50μm、約100μm、約150μm、約200μm、約500μm、約1000μm、或這些數值所界定之任一長度。
在一些實施例中，光提取材料可包含形成於光提取層之表面之中或之上或作為具有上述形成於上述層之表面之中之奈米結構之材料之分離任意層之規律、擬規律、或無規則之奈米結構。適當例子，包含，但不限於，如美國專利號7,957,621；7,799,416；6,707,611；以及6,354,709所述之稜柱表面層，其在此結合參閱其光增強薄膜之描述，例如其由3M(Minneapolis，MN)販售之廠牌名稱Vikuti。另一適當例子為包含具有形成於其表面上之周期性圖樣之透明或半透明材料之光提取材料。適當例子為形成於透明或半透明材料中之圓形或梯形之週期性或重複性圖樣之微透鏡陣列(microlense array，MLA)。適當例子包含，但不限於美國專利號6,594,079及7,864,450，其在此結合參閱微透鏡陣列或圓形頂陣列層之描述。
光提取材料之厚度可改變。在一些實施例中，光提取材料可具有奈米尺度或微米範圍之厚度。舉例來說，材料之厚度可為約5μm至 約100μm、約0.1μm至約100μm、約500nm、約0.1μm、約1μm、約1.3μm、約3μm、或約4μm、約5μm、約7μm、約10μm、約20μm、約100μm、或在這些數值所界定範圍之任一厚度。
光提取材料之層可包含一數量之孔洞或裂縫。舉例來說，光提取材料之層可包含具有薄膜體積中總體積可為約50%至約99%、約50%至約90%、約50%、約70%、約80%；約85%、約90%、約95%、或約99%、獲在這些數值所界定範圍之總體基之任一百分比之複數個裂縫。
在一些實施例中，相較於不具有裂縫之相同材料之薄膜之厚度，光提取材料之層可包含薄膜可具有厚度約2倍至約100倍、約10倍至約50倍、約2倍、約10倍、高達約50倍、或100倍、或這些數值所界定範圍之厚度比例之數量及尺寸之複數個裂縫。舉例來說，當相同材料之薄膜具有800nm之厚度且若薄膜不具有裂縫，薄膜可具有約5μm之厚度。
裂縫之尺寸可改變。裂縫之方向可以類似上述描述之奈米結構之方式量化。在一些實施例中，裂縫之至少約10%具有最大方向，或約0.5μm至約5μm、約1μm至約4μm、約0.5μm、約1μm、約2μm、約3μm、約4μm、約5μm、或在這些數值所界定範圍之長度之x方向。在一些實施例中，薄膜中至少一裂縫，或薄膜中平均裂縫，可具有x方向、y方向、或z方向：約5μm至約1000μm、約5μm至約2μm、約5nm、約0.01μm、約0.02μm、約0.05μm、約0.1μm、約0.5μm、約1μm、約2μm、約5μm、約10μm、約20μm、約50μm、約100μm、約150μm、約200μm、約500μm、約1000μm、或約這些數值所界定之任一長度。
光提取材料之密度可改變，且可被裂縫、材料及其他因素而影響。在一些實施例中，包含裂縫之薄膜之密度可為約0.005picograms/μm3至約0.9picograms/μm3、約0.05picograms/μm3至約0.7picograms/μm3、約0.005picograms/μm3、約0.05picograms/μm3、約0.1picograms/μm3、約0.3picograms/μm3、約0.5picograms/μm3、約0.7picograms/μm3、約0.9picograms/μm3、或這些數值所界定範圍之任一密度。
光提取材料之折射係數可改變。舉例來說，折射係數可為約1.1至約1.8、約1.5至約1.8、約1.1、約1.5、約1.7、約1.8、或這些數值所界定範圍之任一折射係數。在一些實施例中，光提取層之材料之折射 係數可大於或等於基材之材料之折射係數。
此外，相較於不具有奈米結構材料之相同裝置(如表1-5所示)，光提取材料之內含物可增加OLED之發光效率或功率效率約1%至約50%；約2%至約40%；約10%至約30%；約2%，如2.22%；約4%，如4.17%；約11%，如10.75%；約12%，如12.16%；約25%，如23.8%；約30%，如28.2%、27.5%、或30.61%；約25%，如26.32%；或這些數值所界定範圍之任一增加值。
在一些實施例中，光提取層、或光提取材料之層，以及奈米結構材料之結合，可為有協同性的。舉例來說，相較於僅具有光提取層及僅具有奈米結構之OLED之光線輸出總量，於OLED之分散可增加光線輸出。此原則如表A所示。
協同作用：C>A+B
舉例來說，若奈米結構材料添加於OLED X，光線輸出、功率效率、發光效率、或其相似物可藉由數量A而增加。
若光提取材料添加於OLED X，光線輸出、功率效率、發光效率、或其相似物可藉由數量B而增加。若奈米結構材料及光提取材料皆添加於OLED X，效能參數如光線輸出、功率效率、發光效率、或其相似物，可藉由數量C而增加。
若在OLED中之光提取材料及奈米結構材料之結合協同性地增加裝置之效能參數如光線輸出、發光效率、或功率效率，C將大於A+B。 協同性增加可以百分比量子化，如：協同性增加(Synergistic increase)=[100 x(C-A-B)]/(A+B)舉例來說，若A為10%、B為10%、且C為25%，即協同性增加為25%(100 x 5/20)。
在一些實施例中，協同性增加為約15%至約60%、約15%至約50%、約20%至約25%、約17%、約20%、約23%、約24%、約25%、約50%、或這些數值所界定範圍之任一協同性增加。
在一些實施例中，在OLED中之光提取材料及奈米結構材料之結合可增加光線輸出約70%或更多。包含主體化合物之發光裝置可藉由於本發明所屬技術領域中已知技術，如在此提供之導引之報告而被製造。
下列實施例被計畫：
實施例1. 發光裝置包含：設置於陽極及陰極之間之發光層；第一電荷傳輸層包含第一電荷傳輸材料，且設置於發光層及陽極或陰極之間；以及奈米結構材料接觸或設置於第一電荷傳輸層及發光層之間。
實施例2. 實施例1之發光裝置，其中裝置發出之光線穿透第一電荷傳輸層。
實施例3. 實施例1之發光裝置，其中第一電荷傳輸層為設置於發光層及陰極間之電子傳輸層。
實施例4. 實施例2之發光裝置，更包含電洞傳輸層設置於發光層及陽極之間。
實施例5. 實施例1之發光裝置，其中第一電荷傳輸層為設置於發光層及陽極間之電洞傳輸層。
實施例6. 實施例5之發光裝置，更包含電子傳輸層設置於發光層及陰極之間。
實施例7. 上述實施例中任一者之發光裝置，其中奈米結構材料為奈米結構 之形式，其係實質上穿透或變形奈米結構接觸之一層。
實施例8. 上述實施例中任一者之發光裝置，其中奈米結構材料之至少一部分包含複數個奈米結構設置於最接近第一電荷傳輸層之發光層之表面。
實施例9. 上述實施例中任一者之發光裝置，其中奈米結構材料之至少一部分係於包含第一電荷傳輸材料及奈米結構材料之混合物且設置於發光層及第一電荷傳輸層間之過渡層中。
實施例10. 上述實施例中任一者之發光裝置，其中奈米結構材料包含有機化合物。
實施例11. 實施例10之發光裝置，其中有機化合物具有穩定平面結構。
實施例12. 實施例10之發光裝置，其中有機化合物包含經選擇性地取代之芳香族或雜芳環或環系統。
實施例13. 實施例10之發光裝置，其中有機化合物為： 、或者
實施例14. 實施例1之發光裝置，更包含光提取材料。
實施例15. 上述實施例中任一者之發光裝置，其中奈米結構材料於每一平 方公分之發光層之表面之面積具有約1ng至約500ng之總重量。
實施例16. 實施例15之發光裝置，其中奈米結構材料於每一平方公分之發光層之表面之面積具有約10ng至約100ng之總重量。
實施例17. 實施例9-14之發光裝置，其中過渡層具有奈米結構材料對電荷傳輸材料約1：1至約1：10之重量比例。
實施例18. 上述實施例中任一者之發光裝置，其中相較於除了缺乏奈米結構材料外相同之裝置，奈米結構材料增加裝置之發光效率至少約5%。
實施例19. 上述實施例中任一者之發光裝置，更包含光提取材料設置於：陽極、陰極、設置於陽極及光提取層之間之透光層、或設置於陰極及光提取層之間之透光層。
實施例20. 實施例19之發光裝置，其中相較於除了缺乏光提取材料外相同之裝置，光提取材料增加裝置之功率效率至少約10%。
實施例21. 實施例19之發光裝置，其中奈米結構材料及光提取材料之組合協同地增加裝置之發光效率。
實施例22. 實施例21之發光裝置，其中奈米結構材料及光提取材料之組合協同地增加裝置之發光效率至少約15%。
例子1A
3,5-二[3-(苯并噁唑-2-基)苯基]吡啶(3,5-di[3-(benzoxazol-2-yl)phenyl]pyridine，IOC-1)以0.08Å/s、0.3Å/s、及0.5Å/s之速率氣相沉積於覆蓋Host-1厚度30nm之矽(Si)基材上。氣相沉積使用壓力10-7torr(1torr=約130Pa)之手套箱主體真空沉積系統(glove-box hosted vacuum deposition system)而實現。第6圖顯示在沉積速率0.08Å/s(第6A圖)、0.3Å/s(第6B圖)、及0.5Å/s(第6C圖)下具有0.4nm之IOC-1之 標稱厚度表面之掃描式電子顯微圖像。
例子1B
添加的(Additional)表面(約10埃之標稱厚度)以相似於例子1A所述之方式而被構造，除了於速率0.05Å/s(第6D圖)、0.3Å/s(第6E圖)及1.0Å/s(第6F圖)沉積IOC-1。第6D、6E及6F圖顯示於所述沉積速率沉積且具有標稱厚度之表面之掃描式電子顯微鏡圖像。這些掃描式電子顯微鏡圖像說明描述為纖維、針狀、或膠囊狀之奈米結構。
例子1C
添加的表面(約10埃之標稱厚度)以相似於例子1A所述之方式而被構造，除了標稱厚度10埃(第6G圖)之IOC-2層取代IOC-1而被沉積。第6G圖顯示於沉積速率0.5Å/s沉積之具有標稱厚度10埃(第6G圖)之5,5"-雙(苯并噁唑-2-基)-3,3'：5',3"-三吡啶(5,5"-bis(benzoxazol-2-yl)-3,3'：5',3"-terpyridine，IOC-2)之表面之掃描式電子顯微鏡圖像。這些掃描式電子顯微鏡圖像說明描述為纖維、針狀、或膠囊狀之奈米結構。
例子1D
添加的表面(約10埃之標稱厚度)以相似於例子1A所述之方式而被構造，除了標稱厚度10埃(第6H及6I圖)之IOC-3層取代IOC-1而被沉積。第6H及6I圖顯示於沉積速率0.5Å/s沉積之具有標稱厚度10埃(分別為第6H及6I圖)之IOC-3之表面之掃描式電子顯微鏡圖像。這些掃描式電子顯微鏡圖像說明描述為半球形、圓形、或半球體之奈米結構。
例子2 具有0.4nm厚之複數個奈米結構沉積物及控制裝置之發光裝置之製造
第7圖描繪以下述製備之裝置A之結構：覆蓋於玻璃基材510之ITO陽極520以超聲波連續於洗滌劑、去離子水、丙酮、及異丙醇(2-propanol)清洗，接著於110℃下烘烤3小時，再以氧氣電漿處理30分鐘。PEDOT：PSS(HIL 1.1購自H.C.Starck)之電洞注入層530於4000rpm旋轉 塗布於預清洗以及氧氣電漿處理之(ITO)基材且於180℃下退火10分鐘，產生厚度約40nm。在壓力10-7torr之手套箱主體真空沉積系統中，NPB之電洞傳輸層540以0.1nm/s之沉積速率首先沉積於PEDOT/PSS層之頂部，產生40nm厚之薄膜。具有10wt%紅色磷光發光物Ir(piq)2acac之Host-2之20nm厚之發光層550沉積於電洞傳輸層540之頂部。之後IOC-1之複數個奈米結構560(以石英感測器量測)之0.4nm厚之沉積物以沉積速率約0.01nm/s而沉積，接以IOC-1及TPBi之過渡層570分別共沉積0.05nm/s，厚度8nm。接著TPBi之32nm厚電子傳輸層580於0.1nm/s沉積以維持電子傳輸材料之總厚度約40nm。藉由陰極590，其包含分別以沉積速率0.015nm/s及0.3nm/s相繼沉積之氟化鋰(1nm)及鋁(100nm)層(未繪示)而完成裝置。
對控制裝置1而言，覆蓋於玻璃基材之ITO陽極以超聲波連續於洗滌劑、去離子水、丙酮、及異丙醇清洗，接著於110℃下烘烤3小時，再以氧氣電漿處理30分鐘。PEDOT：PSS(HIL 1.1購自H.C.Starck)之電洞注入層於4000rpm旋轉塗布於預清洗以及氧氣電漿處理之(ITO)基材且於180℃下退火10分鐘，產生厚度約40nm。在壓力10-7torr之手套箱主體真空沉積系統中，NPB之電洞傳輸層以0.1nm/s之沉積速率首先沉積於PEDOT/PSS層之頂部，產生40nm厚之薄膜。具有10wt%紅色磷光發光物Ir(piq)2acac之Host-2之20nm厚之發光層沉積於電洞傳輸層之頂部。之後1,3,5-參[2-N-苯基苯并咪唑-2-基]苯(1,3,5-tris(2-N-phenylbenzimidazol-2-yl)benzene，TPBI)之40nm厚電子傳輸層以沉積速率約0.1nm/s而沉積。接著藉由陰極，其包含分別以沉積速率0.015nm/s及0.3nm/s相繼沉積之氟化鋰(1nm)及鋁(100nm)層而完成裝置。每一單一裝置具有1.6cm2之面積。
例子3 裝置A之效能
裝置之電流-電壓-亮度(current-voltage-brightness，I-V-L)特性及EL光譜(EL spectra)以Keithley 2612A sourcemeter(Keithley Instruments，Inc.，Cleveland，OH，USA)及由自製軟體控制之PhotoResearch PR-670 spectroradiometer(Photo Research，Inc.，Chatsworth，CA，USA)量測。所有裝置之操作於填充氮氣之手套箱進行。
第8圖係為例子2之裝置之發光效率及功率效率對亮度圖。裝置A，其具有複數個奈米結構及過渡層(以三角形顯示)，相較於控制裝置1(以方形顯示)，具有高於17.5%之發光效率及高於19%之功率效率。
例子4
裝置A2以如裝置A(第7A圖)之相同製造方式而製備，除了複數個奈米粒子560之厚度為0.3nm、過渡層570之厚度為8nm、及電子傳輸層580之厚度為35nm。裝置A3以相同於裝置A2除了沉積於玻璃基材510之外表面之光提取層(Vikuiti brightness enhancement film II，3M，St.Paul MN)而製備。控制裝置2以相同於控制裝置1除了沉積於玻璃基材510之外表面之光提取層(Vikuiti brightness enhancement film II，3M，St.Paul MN)而製備。
第9圖為控制裝置1(方形數據點)、控制裝置2(三角形數據點)、以及裝置A(開口圓)之發光效率及功率效率圖。第10圖為控制裝置1(方形數據點)、裝置A2(開口圓數據點)、以及裝置A3(菱形數據點)之發光效率及功率效率圖。
裝置A2具有相較於控制裝置1高於28.2%之發光效率以及高於27.5%之功率效率。控制裝置2(具有亮度增強薄膜之控制裝置1)具有相較於控制裝置1(無增強層/奈米結構)高於25%之發光效率以及高於23.8%之功率效率。裝置A3具有相較於控制裝置1高於69.3%之發光效率以及高於70.8%之功率效率。裝置A3，兼具有奈米結構及亮度增強層，相較於各具有奈米結構或亮度增強層或者各實施例之總和顯示更強。於1000cd/m2之結果總結於表1中。
例子5
裝置G、I及K以如裝置A(第7A圖)之相同結構及製造方式而製備，除了陽極520之厚度為110nm、電洞傳輸層540之厚度為30nm、發光層550之厚度為30nm，無過渡層570，且電子傳輸層580之厚度為40nm。裝置G、I及K藉由於發光層550中所用之發光材料而彼此不同(裝置G[發出紅光]：Host-2：Ir(piq)2acac 10%Wt；裝置I[發出黃光]：Host-2：YE-01 10%Wt；及裝置K[發出藍光]：未摻雜Host-2)。額外裝置相似於裝置G、I及K，除了改變沉積速率，在一些例子中0.1A/sec及在一些例子中0.5A/sec。這些裝置之輸出增強顯示於第12A-12C圖。裝置H、J及L以如裝置G、I及K而製備，除了具有沉積於玻璃基材510之外表面上之微透鏡陣列薄膜。控制裝置3、5及7以如控制裝置1而製備，除了陽極520之厚度為110n、電洞傳輸層540(NPB)之厚度為30nm、發光層550之厚度為30nm。控制裝置4、6及8以如控制裝置3、5及7而製備，除了結合沉積於玻璃基材510之外表面之額外光提取層(半球形微透鏡陣列(MLA)，具有5um之半球型直徑、2.5um之高度及5um之週期)。
於1000cd/m2之結果總結於表2、3及4中。
例子6
如第7C圖所示，裝置M-P及控制裝置9-14以如上述裝置G-L及控制裝置3-8之相同方式而構成，除了用以取代化合物IOC-1以作為複數個奈米結構之化合物IOC-2。結果顯示於下列表5-7：
例子7
第7B圖描繪以下述製備之裝置M之結構：覆蓋於玻璃基材之氮化矽(SiN)以超聲波連續於洗滌劑、去離子水、丙酮、及異丙醇(2-propanol)清洗，接著於110℃下烘烤3小時，再以氧氣電漿處理30分鐘。在壓力10-7torr之手套箱主體真空沉積系統中，MoO3之電洞注入層530首先沉積於陽極520之頂部，其以0.05nm/s之沉積速率沉積於基材510上，產生10nm厚之薄膜，NPB之電洞傳輸層540以0.1nm/s之沉積速率接著沉積於電洞注入層530之頂部，產生40nm厚之薄膜。具有10wt%紅色磷光發光物Ir(piq)2acac之Host-2之20nm厚之發光層550沉積於電洞傳輸層540之頂部。之後IOC-2之複數個奈米結構560(以石英感測器量測)之0.4nm厚之沉積物以沉積速率約0.1Å/s而沉積。接著TPBi之40nm厚電子傳輸層580於0.1nm/s沉積以及LiF之1nm厚電子注入層590於0.015nm/s沉積。藉由陰極600，其包含分別以沉積速率0.1nm/s及0.3nm/s共沉積之鎂：鋁(具有比例1：3之20nm)之混合層而完成裝置。兩個額外實施例如上述而構造，除了IOC-2之複數個奈米結構560(以石英感測器量測)之0.4nm厚之沉積物以沉積速率約0.3Å/s至0.5Å/s而沉積。
參考裝置以相同除了省略0.4nm厚之IOC-1層而製備。結果總結於下列表8。
例子8
具有如第7B圖所示結構之紅色TE-OLEDs被製備。發光波長為630nm。在三個不同裝置中，0.4nm厚IOC-2之沉積速率分別為0.01nm/s、0.03nm/s及0.05nm/s。被預期的是當此裝置以上述之相同方式而被測試時，此裝置之功率效率及發光效率將顯示上述相同功效。
例子9
裝置D、裝置E及裝置F以與裝置A之相同方式而製備，除了對裝置D 0.05nm/s、對裝置E 0.3nm/s及對裝置F 0.5nm/s之沉積速率沉積之複數個奈米結構。第11圖描繪隨沉積速率增加發光效率及功率效率增加之圖。
除非以其他方式指示，使用於說明書及申請專利範圍中表達成分、例如分子量之特性、反應條件等之數量之所有數字藉由文字“約”可被修改而被理解。因此，除非被指示以比較，前述說明書及所附申請專利範圍中之數字參數為可依據所獲得之所需特性改變之近似值。至少，且不作為嘗試限制同義於申請專利範圍之範疇之原理的申請，每一數字參數應至少被理解為所示明顯數字之數值之揭露且藉以應用於一般知識。
描述本發明(特別是在下列申請專利範圍中之內文)之說明書中之文字“一(a)”、“一(an)”、“該(the)”及相似之指示物用以理解為 單一及複數個，除非在此以其他方式指示或清楚地於文中提出。在此描述之所有方法可於任一適當順序除非在此以其他方式指示或清楚地於文中提出而被施行。任一及全部例子之使用，或在此提供之例示性語言(如“例如”)僅被用以較佳的闡明本發明且不用以限制任一申請專利範圍之範疇。說明書中無語言應被理解為指示必要於本發明之施行之任一非申請專利範圍元件。
在此揭露之較佳元件或實施例之族群不被理解為限制性。每一族群成員可為參閱及單獨地主張或於與族群中其他成員或在此發現之其他元件之任一組合。被預期的是族群中至少一成員可被包含，或因方便及/或專利性自一族群而被刪除。當發生上述任一包含或刪除，說明書被認為包含作為改變以實現於附件申請專利範圍中已使用之馬庫西(Markush)族群之描述之族群。
特定實施例已在此描述，包含發明者已知之最佳模式已實現本發明。當然，這些已描述實施例之改變藉由閱讀前述描述對本發明所屬技術領域中具有通常知識者係顯而易知的。發明者預期本發明所屬技術領域中具有通常知識者適當地使用上述之改變，且發明者想要除了在此特別描述本發明作為實施。因此，申請專利範圍包含所有改變及於申請專利範圍中允許之相等物。此外，在所有可能之改變中，除非以其他方式指示或清楚地於文中提出，上述元件之任一組合為預期的。
最後，將被理解的是，在此揭露之實施例為申請專利範圍之原則之描述。在申請專利範圍之範疇下其他實施例可被使用。因此，例子之方式，但不用以限制，較佳實施例可聯同在此之教示而被使用。因此，申請專利範圍不限制於明確顯示及描述之實施例。
20‧‧‧發光層
2‧‧‧第一電極
4‧‧‧第二電極
6‧‧‧奈米結構材料
8‧‧‧第一電荷傳輸層
9‧‧‧第二電荷傳輸層

Claims (21)

  1. 一種發光裝置，包含：一發光層，設置於一陽極及一陰極之間；一第一電荷傳輸層，包含一第一電荷傳輸材料，且設置於該發光層及該陽極或該陰極之間；以及一奈米結構材料，接觸或設置於該第一電荷傳輸層及該發光層之間；其中該奈米結構材料包含一有機化合物。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該裝置發出之光線穿透該第一電荷傳輸層。
  3. 根據申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該第一電荷傳輸層為設置於該發光層及該陰極間之一電子傳輸層。
  4. 根據申請專利範圍第2項之發光裝置，更包含一電洞傳輸層設置於該發光層及該陽極之間。
  5. 根據申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該第一電荷傳輸層為設置於該發光層及該陽極間之一電洞傳輸層。
  6. 根據申請專利範圍第5項之發光裝置，更包含一電子傳輸層設置於該發光層及該陰極之間。
  7. 根據申請專利範圍第1項至第6項中之任一項所述之發光裝置，其中該奈米結構材料為一奈米結構的形式，係實質上穿透或變形與該奈米結構接觸之一層，該層係至少部分地符合該奈米結構的至少一部份。
  8. 根據申請專利範圍第1項至第6項中之任一項之發光裝置，其中該奈米結構材料之至少一部分包含複數個奈米結構設置於最接近該第一電荷傳輸層之該發光層之一表面。
  9. 根據申請專利範圍第1項至第6項中之任一項所述之發光裝置，其中該奈米結構材料之至少一部分係於包含該第一電荷傳輸材料及該奈米結構材料之一混合物，並設置於該發光層及該第一電荷傳輸層間之一過渡層中。
  10. 根據申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該有機化合物具有一穩定平面結構。
  11. 根據申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該有機化合物包含一選擇性地取代之芳香族或雜芳環或環系統。
  12. 根據申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該有機化合物為： 或者
  13. 根據申請專利範圍第1項所述之發光裝置，更包含一光提取材料。
  14. 根據申請專利範圍第1項至第6項、第10項至第13項中之任一項所述之發光裝置，其中該奈米結構材料於每一平方公分之該發光層之該表面之面積具有約1ng至約500ng之總重量。
  15. 根據申請專利範圍第14項所述之發光裝置，其中該奈米結構材料於每一平方公分之該發光層之該表面之面積具有約10ng至約100ng之總重量。
  16. 根據申請專利範圍第9項所述之發光裝置，其中該過渡層具有該奈米結構材料對該電荷傳輸材料約1：1至約1：10之重量比例。
  17. 根據申請專利範圍第1項至第6項、第10項至第13項中之任一項所述之發光裝置，其中相較於相同但缺乏該奈米結構材料之一裝置，該奈米結構材料增加該發光裝置之發光效率至少約5%。
  18. 根據申請專利範圍第1項至第6項、第10項至第13項中之任一項所述之發光裝置，更包含一光提取材料設置於：該陽極、該陰極、介於該陽極及一光提取層之間之一透光層、或介於該陰極及一光提取層之間之一透光層上。
  19. 根據申請專利範圍第18項所述之發光裝置，其中相較於相同但缺乏該光提取材料之一裝置，該光提取材料增加該發光裝置之功率效率至少約10%。
  20. 根據申請專利範圍第18項所述之發光裝置，其中該奈米結構材料及該光提取材料之組合協同地增加該裝置之發光效率。
  21. 根據申請專利範圍第20項所述之發光裝置，其中該奈米結構材料及該光提取材料之組合協同性增加該裝置之發光效率至少約15%。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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TW201201622A (en) * 2010-06-25 2012-01-01 Panasonic Elec Works Co Ltd Organic EL device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010238775A (ja) * 2009-03-30 2010-10-21 Fujifilm Corp 発光素子
TW201201622A (en) * 2010-06-25 2012-01-01 Panasonic Elec Works Co Ltd Organic EL device

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