混合型有机-无机发光装置

混合型有机-无机发光装置
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2021年1月29日提交的美国临时专利申请第63/143,237号的优先权，所述申请以全文引用的方式并入本文中。
3.关于联邦政府资助研究或开发的声明
4.本发明是在政府支持下、依据美国陆军研究办公室(u.s.army research office)授予的w911-nf-17-0312完成。政府拥有本发明的某些权利。
技术领域
5.本发明涉及混合型有机-无机发光装置。


背景技术：

6.出于各种原因，利用有机材料的光电装置变得越来越受欢迎。用于制造所述装置的许多材料相对较为便宜，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，有机材料的固有性质(例如其柔性)可以使其较适用于特定应用，如在柔性衬底上的制造。有机光电装置的实例包括有机发光二极管/装置(oled)、有机光电晶体管、有机光伏电池和有机光电检测器。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，有机发射层所发射的光的波长通常可容易用适当掺杂剂调节。
7.oled利用在跨越装置施加电压时发光的有机薄膜。oled在例如平板显示器、照明和背光等应用中正成为越来越受关注的技术。若干oled材料和配置描述于美国专利第5,844,363号、第6,303,238号以及第5,707,745号中，所述专利以全文引用的方式并入本文中。
8.磷光性发射分子的一个应用是全色显示器。针对所述显示器的行业标准需要适合于发射特定色彩(称为“饱和”色彩)的像素。确切地说，这些标准需要饱和的红色、绿色以及蓝色像素。或者，oled可经设计以发射白光。在常规液晶显示器中，使用吸收滤光器过滤来自白色背光的发射以产生红色、绿色和蓝色发射。相同技术也可以用于oled。白色oled可以是单eml装置或堆叠结构。可以使用所属领域中熟知的cie坐标来测量色彩。
9.如本文所用，术语“有机”包括可以用于制造有机光电装置的聚合材料以及小分子有机材料。“小分子”是指不是聚合物的任何有机材料，并且“小分子”可能实际上相当大。在一些情况下，小分子可以包括重复单元。举例来说，使用长链烷基作为取代基不会将分子从“小分子”类别中去除。小分子还可以并入到聚合物中，例如作为聚合物主链上的侧基或作为主链的一部分。小分子还可以充当树枝状的核心部分，所述树枝状由一系列建立在核心部分上的化学壳组成。树枝状的核心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”，并且据信当前在oled领域中使用的所有树枝状聚合物都是小分子。
10.如本文所用，“顶部”意指离衬底最远，而“底部”意指最靠近衬底。在第一层被描述为“置于”第二层“上方”时，第一层被置于离基板较远处。除非规定第一层与第二层“接触”，否则在第一层与第二层之间可能存在其它层。举例来说，阴极可以被描述为“置于”阳极“上
方”，尽管在两者之间存在各种有机层。
11.如本文所用，“溶液可处理”意指能够以溶液或悬浮液的形式在液体介质中溶解、分散或传输和/或从液体介质沉积。
12.当据信配体直接促成发射材料的光敏性质时，配体可以称为“光敏性的”。当据信配体不有助于发射材料的光敏性质时，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。
13.如本文所用，并且如所属领域的技术人员通常将理解，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。由于电离电位(ip)是作为相对于真空能级的负能量测量，因此较高homo能级对应于具有较小绝对值的ip(负能量较小的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)(负能量较小的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。
14.如本文所用，并且如本领域技术人员一般将理解，如果第一功函数具有较高绝对值，那么第一功函数“大于”或“高于”第二功函数。因为功函数通常作为相对于真空能级的负数测量，所以这意味着“较高”功函数具有较大的负数(more negative)。在顶部是真空能级的常规能级图上，将“较高”功函数说明为在向下方向上距真空能级较远。因此，homo和lumo能级的定义遵循与功函数不同的定则。
15.关于oled和上述定义的更多细节可见于美国专利第7,279,704号中，所述专利以全文引用的方式并入本文中。
16.数十年来，随着磷光oled(pholed)的成功，有机发光二极管已成为显示器中的前沿技术。尽管获得了成功，但完全由pholed构成的rgb像素由于磷光蓝色oled寿命短、由于例如管控高能激发态等残留问题，仍尚未实现。另一方面，自从晶圆级gan生长开发以来，基于gan/ingan的蓝色led因其稳固性及高效率而在照明市场中占据主导。然而，在玻璃上进行薄片级生长的生产成本及困难限制了基于gan/ingan的led在显示器市场中继续获得其成功。虽然已提出涉及逐个制造像素的拾放加工的微型led，然而由于良率问题，因此仍然存在应当克服的多个挑战。


技术实现要素：

17.本文公开的本发明的一些实施例阐述于下文，并且可对这些实施例(或其部分)进行任何组合以限定另一个实施例。
18.在一个方面中，有机光电装置包含衬底、定位于衬底上的第一电极、定位于第一电极上的第一有机缓冲层，以及定位于第一有机缓冲层上的第一无机发射层。在一个实施例中，所述装置进一步包含定位于第一有机缓冲层上的第一有机主体层，其中第一无机发射层定位于第一有机主体层内。在一个实施例中，第一无机发射层位于距第一有机缓冲层与有机主体层之间的界面的距离在2.5nm与20nm之间处。在一个实施例中，所述距离在10nm与15nm之间。在一个实施例中，所述距离是约12nm。
19.在一个实施例中，第一无机发射层包含多量子阱结构。在一个实施例中，第一无机
发射层是蓝色发射层。在一个实施例中，第一无机发射层包含镓。在一个实施例中，第一无机发射层是单层。在一个实施例中，第一无机发射层具有1nm与100nm之间的厚度。在一个实施例中，所述装置进一步包含定位于第一无机发射层上的第二无机发射层，所述第二无机发射层具有与第一无机发射层不同的化学结构。在一个实施例中，所述装置进一步包含定位于第一无机发射层上的第二有机缓冲层。
20.在一个方面中，包含如本文所公开的有机光电装置的产品选自由以下组成的群组：平板显示器、曲面显示器、计算机监视器、医疗监视器、电视机、告示牌、内部或外部照明灯和/或信号灯、抬头显示器、全透明或部分透明的显示器、柔性显示器、可卷曲显示器、可折叠显示器、可拉伸显示器、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、3d显示器、虚拟现实或增强现实显示器、运载工具、包含多个平铺在一起的显示器的视频墙、剧院或体育馆屏幕、光疗装置以及指示牌。
21.在一个方面中，制造有机光电装置的方法包含：提供第一衬底、在衬底上沉积无机缓冲层、在无机缓冲层上沉积包含至少一个无机发射层的无机发射层堆叠、使处理层定位于无机发射层堆叠上、从无机缓冲层去除至少一个无机发射层和处理层、将至少一个无机发射层与定位于第二衬底上的有机缓冲层对齐、使至少一个无机发射层与有机缓冲层粘结，以及去除处理层。
22.在一个实施例中，无机发射层堆叠包含至少两个无机发射层。在一个实施例中，利用范德华力相互作用粘结至少一个无机发射层。在一个实施例中，利用蚀刻来去除处理层。在一个实施例中，通过在无机缓冲层上生长无机材料来沉积至少一个无机发射层。在一个实施例中，所述方法进一步包含在无机缓冲层与至少一个无机发射层之间沉积释放层。
23.在一个实施例中，至少一个无机发射层是单层。在一个实施例中，无机发射层堆叠包含单层。在一个实施例中，无机发射层堆叠包含多个无机发射层，并且当至少一个无机发射层和处理层去除时，多个无机发射层中的至少一个第二无机发射层仍定位于无机缓冲层上.在一个实施例中，所述方法进一步包含使粘结层定位于至少一个无机发射层与处理层之间。在一个实施例中，所述方法进一步包含在至少一个无机发射层的顶表面上沉积粘结层。在一个实施例中，所述方法进一步包含在处理层的底表面上沉积粘结层。在一个实施例中，所述方法进一步包含在至少一个无机发射层的顶表面上沉积粘结层的第一部分以及在处理层的底表面上沉积粘结层的第二部分。在一个实施例中，无机发射层堆叠包含多量子阱结构。
附图说明
24.参看下文的本说明书和附图，前述目的和特征，以及其它目的和特征将变得显而易见，包括所述附图以提供对本公开的理解且构成本说明书的一部分，其中相同数字表示相同元件，且其中：
25.图1显示根据一个实施例的有机发光装置；
26.图2显示根据一个实施例的倒置式有机发光装置，其不具有单独的电子传输层；
27.图3a显示根据一个实施例的实例光电装置；
28.图3b显示根据一个实施例的实例光电装置；
29.图3c显示根据一个实施例的实例光电装置；
30.图3d显示根据一个实施例的实例光电装置；
31.图3e显示根据一个实施例的实例光电装置；
32.图3f显示根据一个实施例的实例光电装置；
33.图4是流程图，其描绘根据一个实施例制造光电装置的方法；
34.图5显示根据一个实施例的实例实验光电装置；
35.图6显示根据一个实施例的光电装置的实例实验出耦效率；
36.图7显示根据一个实施例的光电装置的实例实验外部量子效率；
37.图8显示根据一个实施例的光电装置的实例实验激子密度特征曲线；
38.图9显示根据一个实施例将无机主动层转移到有机层上的实例工艺的示意图。
具体实施方式
39.应理解，本公开的图式和描述已被简化以说明与本公开的清晰理解相关的要素，同时出于清楚起见消除了相关系统和方法中发现的许多其它要素。所属领域的普通技术人员可以认识到，其它要素和/或步骤在实施本公开时是所需和/或必要的。然而，因为所述要素和步骤是所属领域中熟知的，并且因为其不能促使更好地理解本公开，所以本文未提供所述要素和步骤的论述。本文的揭示内容针对对所属领域的技术人员已知的所述要素和方法的所有所述变化和修改。
40.除非另外定义，否则本文中所使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属领域中的普通技术人员通常所理解相同的含义。尽管与本文描述的方法和材料类似或等效的任何方法和材料可以用于实践或测试本公开，但是描述了示范性方法和材料。
41.如本文中所使用，以下术语中的每一个都具有与其在此部分中相关联的含义。
42.本文使用冠词“一个(a)”和“一种(an)”来指代所述冠词的一个或多于一个(即，至少一个)语法对象。举例来说，“元件”是指一个元件或超过一个元件。
43.当提及例如数量、持续时间等可测量值时，如本文所用的“约”希望涵盖相对于特定值的
±
20％、
±
10％、
±
5％、
±
1％或
±
0.1％的偏差，只要此类偏差是适当的。
44.在通篇本公开中，可按范围格式呈现本公开的多个方面。应当理解，采用范围格式的描述仅仅是为了方便和简洁起见，并且不应该被解释为是对本公开的范围的固定限制。因此，范围的描述应被认为是已经具体地揭示所有可能的子范围以及所述范围内的个别数值。举例来说，如从1到6的范围的描述应被视为具有特定揭示的子范围，如1到3、1到4、1到5、2到4、2到6、3到6等，以及所述范围内的个别数字，例如，1、2、2.7、3、4、5、5.3、6以及其间的任何完整和部分增量。无论范围的宽度为多少，这都适用。
45.一般来说，oled包含安置在阳极与阴极之间并且电连接到阳极和阴极的至少一个有机层。当施加电流时，阳极注入空穴并且阴极注入电子到一或多个有机层中。所注入的空穴和电子各自朝带相反电荷的电极迁移。当电子和空穴定位在同一分子上时，形成“激子”，其为具有激发能态的定域电子-空穴对。当激子经由光电发射机制弛豫时，发射光。激子可以局限于激元(excimer)或激态复合物上。非辐射机制(例如热弛豫)也可能发生，但通常被视为不合需要的。
46.最初的oled利用发射分子从其单态发射光(“荧光”)，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。
47.已经展现了具有从三重态发射光(“磷光”)的发射材料的oled。以下文献以全文引用的方式并入本文中：巴尔多(baldo)等人，“有机电致发光装置高效发射磷光(highly efficient phosphorescent 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 devices based on electrophosphorescence)”，应用物理学报(appl.phys.lett.)，第75卷，第3、4-6期(1999)(“巴尔多-ii”)。美国专利第7,279,704号第5-6栏中更详细地描述了磷光，所述专利以引用的方式并入。
48.如本文所用，且如所属领域的技术人员所了解，“ito”是指氧化铟锡，“gan”是指氮化镓，“ingan”是指氮化铟镓，“aln”是指氮化铝，“ptoep”是指八乙基卟啉铂，“pdms”是指聚二甲基硅氧烷，“tapc”是指1,1-双[(二-4-甲苯氨基)苯基]环己烷，“b3pympm”是指4,6-双(3,5-二(吡啶-3-基)苯基)-2-甲基嘧啶，“ito”是指氧化铟锡，“izo”是指氧化铟锌，“pet”是指聚(苯-1,4-二甲酸乙酯)，“pen”是指pen/聚萘二甲酸乙二酯，“moo3”是指三氧化钼，“hatcn”是指1,4,5,8,9,11-六氮杂三亚苯基六甲腈，“npd”是指n,n'-二(1-萘基)-n,n'-二苯基-(1,1'-联苯)-4,4'-二胺，“cbp”是指4,4'-双(n-咔唑基)-1,1'-联苯，“tcta”是指4,4',4"-三(咔唑-9-基)-三苯胺，“26dczppy”是指2,6-双(3-(9h-咔唑-9-基)苯基)吡啶，“czsi”是指9-(4-叔丁基苯基)-3,6-双(三苯基硅烷基)-9h-咔唑，“algainp”是指磷化铝镓铟，“algaas”是指砷化铝镓，“gap”是指磷化镓，“znse”是指硒化锌，“znte”是指碲化锌，“mgte”是指硒化镁，“bphen”是指4,7-二苯基-1,10-啡啉，“tpbi”是指2,2',2"-(1,3,5-三苯基)-三(1-苯基-1-h-苯并咪唑，“bp4mpy”是指bp4mpy/3,3',5,5'-四[(间-吡啶基)-苯-3-基]联苯，“tmpypb”是指1,3,5-三(间-吡啶-3-基苯基)苯，“b4pympm”是指4,6-双(3,5-二(吡啶-3-基)苯基)-2-甲基嘧啶，“liq”是指8-喹啉根基锂，“lif”是指氟化锂，“cbp:irppy3”是指cbp与irppy3[三(2-苯基吡啶)铱(iii)]的混合物，“mcbp:irdmp3”是指mcbp(3,3
′‑
二(9h-咔唑-9-基)-1,1
′‑
联苯)与irdmp3(三3-(2,6-二甲基苯基)-7-甲基咪唑并[1,2-f]啡啶]铱(iii))的混合物，并且“cbp:ir(mdq)2(acac)”是指cbp与ir(mdq)2(acac)[双(2-甲基二苯并[f,h]喹喏啉)(乙酰基丙酮酸)铱(iii)]的混合物。
[0049]
图1显有机发光装置100。图不一定按比例绘制。装置100可以包括衬底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以及阻挡层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可以通过依序沉积所述层来制成。这些不同层的特性和功能以及实例材料更详细地描述于us 7,279,704第6-10栏中，所述文献以引用的方式并入。
[0050]
这些层中的每一者有更多实例。举例来说，以全文引用的方式并入的美国专利第5,844,363号中公开柔性并且透明的衬底-阳极组合。p掺杂型空穴传输层的实例是以50:1摩尔比掺杂f
4-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。汤普森(thompson)等人的美国专利第6,303,238号中公开了发射材料和主体材料的实例，所述专利以全文引用的方式併入本文中。n掺杂型电子传输层的实例是以1:1摩尔比掺杂li的bphen，如美国专利申请公开第2003/0230980号中所公开，所
述公开以全文引用的方式并入。美国专利第5,703,436号和第5,707,745号公开了阴极的实例，包括具有金属(例如mg:ag)薄层的复合阴极，所述金属薄层上覆有溅镀沉积的透明导电ito层，所述专利以全文引用的方式并入。关于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，所述文献以全文引用的方式併入本文中。注入层的实例提供于美国专利申请公开第2004/0174116号中，所述公开以全文引用的方式并入。关于保护层的描述可见于美国专利申请公开第2004/0174116号中，所述公开以全文引用的方式并入本文中。
[0051]
图2显示倒置式oled 200。所述装置包括衬底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配置具有安置在阳极上的阴极，并且装置200具有安置在阳极230下的阴极215，所以装置200可以称为“倒置式”oled。装置200的对应层中可以使用与关于装置100所述的那些材料类似的材料。图2提供了装置100的结构中如何可省去一些层的一个实例。
[0052]
图1和图2中所示的简单分层结构作为非限制性实例提供，并且应了解，本公开的实施例可以结合多种其它结构使用。所描述的特定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。可以基于设计、性能和成本因素，通过以不同方式组合所描述的各个层来实现功能性oled，或可以完全省略若干层。也可以包括未具体描述的其它层。可以使用除具体描述的材料以外的材料。尽管本文所提供的实例中的许多实例将各种层描述为包含单一材料，但应理解，可以使用材料的组合(例如主体与掺杂剂的混合物)或更一般来说，混合物。此外，层可以具有各种子层。本文中给予各个层的名称不意欲具有严格限制性。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”。这个有机层可以包含单个层，或可以进一步包含如例如关于图1和图2所述的不同有机材料的多个层。
[0053]
尽管关于一种特定装置或装置类型(例如oled)论述本公开的某些实施例，但应理解，对衬底的光出耦特性的所揭示改进可同等地应用于其它装置，包括但不限于pled、opv、电荷耦合装置(ccd)、光传感器等。
[0054]
尽管本文所述的例示性实施例可以作为制造特定电路或装置(例如oled)的方法呈现，但应了解，本文所述的材料和结构可以应用于除oled之外的装置中。举例来说，例如有机太阳能电池和有机光检测器的其它光电子装置可以使用所述材料和结构。更一般来说，有机装置，例如有机晶体管，或其它有机电子电路或组件，可以使用所述材料和结构。
[0055]
在一些实施例中，安置在有机发射层上方的阳极、阴极或新层中的至少一个用作增强层。增强层包含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极化激元的非辐射模式。增强层被设置成离有机发射层的距离不超过阈值距离，其中由于存在增强层，发射体材料具有总的非辐射衰减率常数和总的辐射衰减率常数，且阈值距离是总的非辐射衰减率常数等于总的辐射衰减率常数的位置。在一些实施例中，oled进一步包含出耦层。在一些实施例中，出耦层安置在增强层上位于有机发射层的相对侧上。在一些实施例中，出耦层安置在发射层上与增强层相对的一侧，但是仍能出耦来自增强层的表面等离激元模式的能量。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，此能量作为光子被散射到自由
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，例如但不限于有机波导模式、衬底模式或另一波导模式。如果能量被散射到oled的非自由空间模式，则可以结合其它出耦方案以将能量提取到自由空间。在一些实施例中，一或多个居间层可以安置在增强层与出耦层之间。介入层的实例可以是介电材料，包括有机物、无机物、钙钛矿、氧化物，且可包括这些材料的堆叠和/或混合物。
[0056]
增强层修改其中驻留发射体材料的介质的有效特性，从而引起以下中的任一种或全部：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、发射体材料的稳固性变化、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显示的各种oled实例中说明的特定功能层之外，根据本公开的oled还可以包括通常可见于oled中的其它功能层中的任一种。
[0057]
增强层可以包含等离激元材料、光学活性超构材料或双曲线超构材料。如本文所用，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，等离激元材料包括至少一种金属。在这类实施例中，金属可包括以下中的至少一种：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。通常，超构材料是由不同材料构成的介质，其中介质整体上的作用与其材料部分的总和不同。具体地说，我们将光学活性超构材料定义为同时具有负电容率和负磁导率的材料。另一方面，双曲线超构材料是各向异性介质，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。光学活性超构材料和双曲线超构材料与许多其它光子结构，例如分布式布拉格反射器(distributed bragg reflector，“dbr”)有着严格的区别，因为在光波长的长度尺度上，介质在传播方向上应该显示均匀。使用本领域技术人员可以理解的术语：超材料在传播方向上的介电常数可以用有效的介质近似法描述。等离激元材料和超材料提供了可以按多种方式增强oled性能的控制光传播的方法。
[0058]
在一些实施例中，增强层被设置为平面层。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。
[0059]
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，出耦层可以由多个纳米粒子构成，并且在其它实施例中，出耦层由安置在材料上方的多个纳米粒子构成。在这些实施例中，出耦可以通过以下中的至少一个调节：改变多个纳米粒子的尺寸、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中的至少一个形成：金属、电介质材料、半导体材料、金属合金、电介质材料的混合物、一或多种材料的堆叠或成层、和/或一种类型的材料的核心，且所述核心涂布有不同类型的材料的壳层。在一些实施例中，出耦层由至少金属纳米粒子构成，其中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、以及这些材料的堆叠。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，可以使用出耦层来调整发射的极化。改
变出耦层的尺寸和周期性可以选择优先出耦到空气的极化类型。在一些实施例中，出耦层还充当装置的电极。
[0060]
本公开的某些实施例涉及一种发光装置，其包含与阴极远距离间隔的发射层(eml)，如本文所述。常规的有机发光装置典型地将eml设置于金属阴极附近，由于近场耦合而导致等离激元损失。为了避免激发这些有损模式，有必要将eml远离阴极隔开。然而，由于电荷平衡和电阻率增加，因此使用厚的电子传输层(etl)可能存在问题。通过使用电荷产生层(例如包含至少一个电子传输层和至少一个空穴传输层)将电子转变成空穴电流可以克服这些问题。这允许使用较高迁移率的空穴传输材料且保持装置的电荷平衡。在一些实施例中，电荷产生层可以用能够传导电子的任何其它层置换或组合。
[0061]
公开了具有两种光学材料ingan/gan与有机材料的组合的装置的一个实例实施例，其通过制造包含ingan/gan主动层和有机缓冲层的led来实现。进一步公开了iii-v复合半导体的转移方法和能够获得高效混合型有机-无机led的设计方案的实例实施例。由于有机缓冲层的稳固性不是导致pholed寿命劣化的问题，因此有机缓冲层与无机主动层的组合将增添各种材料的强处，即，低成本、大面积沉积和稳固的主动层。
[0062]
参看图3a-f，描绘了光电装置的实例实施例(300、305、310、315、320、325)。装置(300、305、310、315、320、325)包括衬底330、定位于衬底330上的第一电极335、定位于第一电极335上的第一有机缓冲层340，和定位于第一有机缓冲层340上的第一无机发射层345。
[0063]
图3a显示装置300的实例实施例。装置300包括衬底330、定位于衬底330上的第一电极335、定位于第一电极335上的第一有机缓冲层340，和定位于第一有机缓冲层340上的第一无机发射层345。
[0064]
图3b显示装置305的另一实例实施例。装置305包括衬底330、定位于衬底330上的第一电极335、定位于第一电极335上的第一有机缓冲层340，和定位于第一有机缓冲层340上的第一无机发射层345。装置305进一步包括定位于第一无机发射层345上的第二无机发射层350，其中第二无机发射层350具有与第一无机发射层345不同的化学结构。
[0065]
图3c显示装置310的另一实例实施例。装置310包括衬底330、定位于衬底330上的第一电极335、定位于第一电极335上的第一有机缓冲层340，和定位于第一有机缓冲层340上的第一无机发射层345。装置310进一步包括定位于第一无机发射层345上的第二有机缓冲层355。
[0066]
图3d显示装置315的另一实例实施例。装置315包括衬底330、定位于衬底330上的第一电极335、定位于第一电极335上的第一有机缓冲层340，和定位于第一有机缓冲层340上的第一无机发射层345。装置315进一步包括定位于有机缓冲层340上以及无机发射层345上的有机发射层360。
[0067]
图3e显示装置320的另一实例实施例。装置320包括衬底330、定位于衬底330上的第一电极335、定位于第一电极335上的第一有机缓冲层340，和定位于第一有机缓冲层340上的第一无机发射层345。装置320进一步包括定位于有机缓冲层340与无机发射层345之间的有机发射层360。
[0068]
图3f显示装置325的另一实例实施例。装置325包括衬底330、定位于衬底330上的第一电极335、定位于第一电极335上的第一有机缓冲层340，和定位于第一有机缓冲层340上的第一无机发射层345。装置325进一步包括定位于有机缓冲层340上方的有机发射层
360。在一个实施例中，第一无机发射层345定位于有机发射层360内。在一个实施例中，第一无机发射层345位于距第一有机缓冲层340与有机发射层360之间的界面的距离在2.5nm与20nm之间处。在一个实施例中，第一无机发射层345至边界的距离在10nm与15nm之间。在一个实施例中，第一无机发射层345至边界的距离是约12nm。
[0069]
在第二有机缓冲层370定位于有机发射层360上的一个实施例中，第一无机发射层345位于距第二有机缓冲层370与有机发射层360之间的界面的距离在2.5nm与20nm之间处。在一个实施例中，第一无机发射层345至边界的距离在10nm与15nm之间。在一个实施例中，第一无机发射层345至边界的距离是约12nm。
[0070]
图3a-f的概念可以进一步组合以产生另一种层结构。在一个实施例中，第一无机发射层是蓝色发射层。在一个实施例中，第一无机发射层包含镓。在一个实施例中，第一无机发射层是单层。在一个实施例中，第一无机发射层具有1nm与100nm之间的厚度。
[0071]
衬底330可以由例如玻璃或透明的柔性衬底(例如pet和pen或其它适合材料)制成，第一电极335可由例如氧化铟锡(ito)、氧化铟锌(izo)和薄银(半透明)或其它适合材料制成。第一有机缓冲层340可由空穴注入材料(例如moo3和hatcn，以及其它适合材料)和空穴传输材料(例如tapc、npd、cbp、tcta、26dczppy和czsi，以及其它适合材料)制成。
[0072]
第一无机发射层345和第二无机发射层350可由例如gan/ingan(蓝色/绿色led)、algainp(黄色、橙色和红色led)、algaa(红色和红外led)、gap(黄色和绿色led)或其它适合材料制成。另外，可使用例如2至6种复合半导体，例如znse、znte和mgte，或其它适合材料。另外，可使用混合颜色的层产生白光。
[0073]
第二有机缓冲层355可由电子传输材料(例如b3pympm、bphen、tpbi、bp4mpy、tmpypb和b4pympm，以及其它适合材料)和电子注入材料(例如liq和lif，以及其它适合材料)制成。
[0074]
有机发射层360可以是具有主体和掺杂材料的混合型主体/客体系统。材料集合的实例可以是cbp:irppy3(绿色)、mcbp:irdmp3(蓝色)、cbp:irmdq(红色)或其它适合材料。
[0075]
各层(330、335、340、345、350、355、360)的厚度可以在约50nm至10000nm范围内。厚度可以进一步依赖于发射层的厚度。在一些实施例中，如果有机缓冲层(340、355)中的任一个的厚度超过约100nm，则其可以掺杂有n或p掺杂剂，例如li、moo3或其它适合材料，以高效传输电荷且降低电阻。
[0076]
图4描绘用于制造有机光电装置的方法400。方法400始于操作405，在该操作中提供第一衬底。在操作410，在衬底上沉积无机缓冲层。在操作415，在无机缓冲层上沉积包含至少一个无机发射层345的无机发射层堆叠。在操作420，将处理层定位于无机发射层堆叠上。在操作425，从无机缓冲层去除至少一个无机发射层345和处理层。在操作430，将至少一个无机发射层345与定位于第二衬底330上的有机缓冲层340对齐。在操作435，使至少一个无机发射层345粘结于有机缓冲层340。在操作440，去除处理层。
[0077]
在一个实施例中，无机发射层堆叠包含至少两个无机发射层。在一个实施例中，利用范德华力相互作用粘结至少一个无机发射层。在一个实施例中，利用蚀刻来去除处理层。在一个实施例中，通过在无机缓冲层上生长无机材料来沉积至少一个无机发射层。在一个实施例中，所述方法进一步包含在无机缓冲层与至少一个无机发射层之间沉积释放层。在一个实施例中，至少一个无机发射层是单层。在一个实施例中，无机发射层堆叠包含单层。
在一个实施例中，无机发射层堆叠包含多个无机发射层，并且当至少一个无机发射层和处理层去除时，多个无机发射层中的至少一个第二无机发射层仍定位于无机缓冲层上.
[0078]
在一个实施例中，所述方法进一步包含使粘结层定位于至少一个无机发射层与处理层之间。在一个实施例中，所述方法进一步包含在至少一个无机发射层的顶表面上沉积粘结层。在一个实施例中，所述方法进一步包含在处理层的底表面上沉积粘结层。在一个实施例中，所述方法进一步包含在至少一个无机发射层的顶表面上沉积粘结层的第一部分以及在处理层的底表面上沉积粘结层的第二部分。
[0079]
本公开的装置可包括一或多个电极，其中的一些可完全或部分地透明或半透明。在一些实施例中，一或多个电极包括氧化铟锡(ito)或其它透明导电材料。在一些实施例中，一或多个电极可包括柔性透明和/或导电聚合物。
[0080]
层可包含一或多个电极、有机发射层、电子或空穴阻挡层、电子或空穴传输层、缓冲层或所属领域中已知的任何其它适合层。在一些实施例中，电极层中的一或多个可包括透明柔性材料。在一些实施例中，两个电极可包括柔性材料，且一个电极可包括透明柔性材料。
[0081]
还可以使用未具体描述的结构和材料，例如包含聚合材料的oled(pled)，例如弗兰德(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可以堆叠而成，例如如福利斯特(forrest)等人的美国专利第5,707,745号中所述，所述专利以全文引用的方式并入。oled结构可以与图1和图2中所示的简单分层结构存在偏差。举例来说，衬底可以包括有角度的反射表面以改进出耦，例如如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/或如布尔维克(bulovic)等人的美国专利第5,834,893号中所述的坑形结构，所述专利以全文引用的方式并入本文中。
[0082]
一般来说，本文所述的oled和类似装置的各种层可以通过任何适合的方法沉积。对于有机层来说，优选方法包括热蒸发、喷墨(例如美国专利第6,013,982号和第6,087,196号中所述，所述专利以全文引用的方式并入)、有机气相沉积(ovpd)(例如福利斯特等人的美国专利第6,337,102号中所述，所述专利以全文引用的方式并入)和通过有机蒸气喷射打印(ovjp)的沉积(例如美国专利第7,431,968号中所述，所述专利以全文引用的方式并入)。其它适合沉积方法包括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，优选的方法包括热蒸发。优选的图案化方法包括通过掩模进行的沉积、冷焊(例如美国专利第6,294,398号和第6,468,819号中所述，所述专利以全文引用的方式并入)，和与例如喷墨和ovjd等一些沉积方法相关的图案化。还可以使用其它方法。可以修改待沉积的材料，以使其与具体沉积方法相容。举例来说，可以在小分子中使用具支链或无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，因为不对称材料可以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。
[0083]
一些oled结构和类似装置可进一步任选地包含阻挡层。阻挡层的一个用途是保护电极和有机层免受暴露于包括水分、蒸气和/或气体等的环境中的有害物质的损害。阻挡层可以沉积在衬底、电极上，沉积在衬底、电极下或沉积在衬底、电极旁，或沉积在装置的任何
其它部分(包括边缘)上。阻挡层可以包含单个层或多个层。阻挡层可以通过各种已知的化学气相沉积技术形成，并且可以包括具有单一相的组合物和具有多个相的组合物。任何适合的材料或材料组合都可以用于阻障层。阻障层可以并有无机化合物或有机化合物或两者。优选的阻挡层包含聚合材料与非聚合材料的混合物，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”，构成阻障层的前述聚合材料和非聚合材料应在相同反应条件下沉积和/或同时沉积。聚合材料相对于非聚合材料的重量比可以在95:5到5:95范围内。聚合材料和非聚合材料可以由相同的前体材料产生。在一个实例中，聚合材料与非聚合材料的混合物基本上由聚合硅和无机硅组成。
[0084]
根据本公开的实施例制造的装置可以并入各种各样的电子组件模块(或单元)中，所述电子组件模块可以并入多种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括可被终端用户产品制造商利用的显示屏、照明装置(例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括驱动电子装置和/或电源。根据本公开的实施例制造的装置可以并入多种消费型产品中，所述消费型产品中并有一或多个电子组件模块(或单元)。公开了一种包含oled的消费型产品，所述oled的有机层中包括本公开的化合物。此类消费型产品应包括含一或多个光源和/或某种类型的视觉显示器中的一或多者的任何种类的产品。此类消费型产品的一些实例包括：平板显示器、曲面显示器、计算机监视器、医疗监视器、电视机、告示牌、内部或外部照明灯和/或信号灯、抬头显示器、全透明或部分透明显示器、柔性显示器、可卷曲显示器、可折叠显示器、可拉伸显示器、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、摄录影机、取景器、微型显示器(对角线小于2英寸的显示器)、3d显示器、虚拟现实或增强现实显示器、运载工具、包含多个平铺在一起的显示器的视频墙、剧院或体育馆屏幕、光疗装置和指示牌。可以使用各种控制机制来控制根据本公开制造的装置，包括无源矩阵和有源矩阵。希望所述装置中的许多装置在对人类来说舒适的温度范围中使用，如18℃到30℃，并且更优选在室温下(20-25℃)，但可以在此温度范围外(例如-40℃到80℃)使用。
[0085]
本文所描述的材料、结构和技术可应用于除制造oled之外的装置中。举例来说，例如有机太阳能电池和有机光检测器的其它光电子装置可以使用所述材料和结构。更一般来说，如有机晶体管的有机装置可以采用所述材料和结构。
[0086]
利用本文所公开的装置和技术制成的oled可以具有一或多个选自由以下组成的群组的特征：具有柔性、可卷曲、可折叠、可拉伸且可弯曲，且可以是透明或半透明的。在一些实施例中，所述oled进一步包含有包含碳纳米管的层。
[0087]
在一些实施例中，利用本文公开的装置和技术制造的oled进一步包含含有延迟荧光发射体的层。在一些实施例中，所述oled包括rgb像素排列或白色加彩色滤光片像素排列。在一些实施例中，所述oled是移动装置、手持式装置或可穿戴式装置。在一些实施例中，所述oled是对角线小于10英寸或面积小于50平方英寸的显示面板。在一些实施例中，oled是对角线为至少10英寸或面积为至少50平方英寸的显示面板。在一些实施例中，所述oled是照明面板。
[0088]
在一些实施例中，所述化合物可以是发射掺杂剂。在一些实施例中，所述化合物可以经由磷光、荧光、热激活延迟荧光(即tadf，也称为e型延迟荧光)、三重态-三重态湮灭或
这些过程的组合产生发射。
[0089]
根据本文公开的技术和装置制造的oled可以并入消费型产品、电子组件模块和照明面板中的一或多者中。所述有机层可以是发射层，并且所述化合物在一些实施例中可以是发射掺杂剂，而所述化合物在其它实施例中可以是非发射掺杂剂。
[0090]
所述有机层还可以包括主体。在一些实施例中，优选两种或更多种主体。在一些实施例中，所用主体可以是在电荷传输中起很小作用的a)双极、b)电子传输、c)空穴传输或d)宽带隙材料。在一些实施例中，所述主体可以包括金属络合物。所述主体可以是无机化合物。
[0091]
与其它材料组合
[0092]
本文描述为可用于有机发光装置中的具体层的材料可以与存在于所述装置中的多种其它材料组合使用。举例来说，本文中所公开的发光掺杂剂可以与可能存在的多种主体、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，并且本领域技术人员可以容易地查阅文献以鉴别可以组合使用的其它材料。
[0093]
本文所公开的不同发射层和非发射层以及布置可以使用不同材料。适合材料的实例公开于美国专利申请公开第2017/0229663号中，其以全文引用的方式并入。
[0094]
导电掺杂剂
[0095]
电荷传输层可以掺杂有导电性掺杂剂以实质上改变其电荷载子密度，这转而将改变其导电性。导电性通过在基质材料中产生电荷载体而增加，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，且n型导电性掺杂剂用于电子传输层中。
[0096]
hil/htl
[0097]
本公开所用的空穴注入/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。
[0098]
ebl
[0099]
电子阻挡层(ebl)可用于减少离开发射层的电子和/或激子的数目。与缺乏阻挡层的类似装置相比，装置中存在此类阻挡层可以使得效率显著提高和/或寿命更长。此外，可以使用阻挡层来将发射限制于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材料具有更高lumo(更接近真空能级)和/或更高三重态能量。在一些实施例中，与最接近ebl界面的主体中的一或多个相比，ebl材料具有更高lumo(更接近真空能级)和或更高三重态能量。在一个方面中，ebl中所用的化合物含有与下文所述的主体中的一个所用相同的分子或相同的官能团。
[0100]
主体
[0101]
本公开的有机el装置中的发光层优选含有至少一种金属络合物作为发光材料，并且可以含有利用金属络合物作为掺杂材料的主体材料。主体材料的实例不受特别限制，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量大于掺杂剂的三重态能量即可。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。
[0102]
hbl
[0103]
可以使用空穴阻挡层(hbl)来减小离开发射层的空穴和/或激子的数目。与缺乏阻
挡层的类似装置相比，所述阻挡层在装置中的存在可以产生实质上更高的效率和/或更长的寿命。此外，可以使用阻挡层来将发射限制于oled的所需区域。在一些实施例中，与最接近hbl界面的发射体相比，hbl材料具有更低homo(距真空能级更远)和或更高三重态能量。在一些实施例中，与最接近hbl界面的一或多种主体相比，hbl材料具有更低homo(距真空能级更远)和或更高三重态能量。
[0104]
etl
[0105]
电子传输层(etl)可以包括能够传输电子的材料。电子传输层可以是固有的(未掺杂的)或经掺杂的。掺杂可以用以增强导电性。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，只要其典型地用来传输电子即可。
[0106]
电荷产生层(cgl)
[0107]
cgl对性能起主要作用，其由分别用于注入电子和空穴的n型掺杂层和p型掺杂层组成。电子和空穴由cgl和电极供应。cgl中消耗的电子和空穴分别被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定状态。典型cgl材料包括传输层中所用的n和p导电性掺杂剂。
[0108]
如先前所公开，可使用多种技术和装置来制造oled和其它类似装置。举例来说，在ovjp和类似技术中，一或多个材料喷口对准衬底以形成各种oled层。
[0109]
实验实例
[0110]
参考以下实验实例来进一步详细描述本公开。除非另外说明，否则这些实例仅为了说明的目的而提供，并且不希望具有限制性。因此，本公开绝不应被解释为限于以下实例，而应被解释为涵盖由于本文提供的传授内容而变得显而易见的任何和所有变化形式。
[0111]
无需进一步描述，相信所属领域的普通技术人员可使用前述描述和以下说明性实例来制造和利用本公开的系统和方法。因此，以下工作实例特定指出本公开的例示性实施例，且不应被理解为以任何方式限制本公开的其余部分。
[0112]
装置制造和测量
[0113]
制造实例混合型装置，并且进行各种实验测量。
[0114]
结果
[0115]
图5、6、7、8和9描述混合型有机-无机光电装置的实例实验细节和结果。
[0116]
图5显示每个片层的位置，其中每个片层包含厚的ptoep，图6显示每个片层位置的出耦效率，并且图7显示不同片层位置装置的实测外部量子效率。
[0117]
图5中提供实例实验装置结构，其显示空穴传输层501和电子传输层502。缓冲层501和502能够实现高效的电荷注入/运输，这对于获得良好电学特性是至关重要的。用于证明此概念的实例是用于空穴传输层501的1,1-双[(二-4-甲苯氨基)苯基]环己烷(tapc)和用于电子传输层502的4,6-双(3,5-二(吡啶-3-基)苯基)-2-甲基嘧啶(b3pympm)。电子传输层502的厚度在一些实施例中，大于35nm以防止表面等离激元极化模态耦合出现严重的损失。在一些实施例中，电子传输层501的厚度可以大于10nm、大于15nm、大于20nm、大于25nm、大于30nm、大于40nm、大于45nm或大于50nm。在一些实施例中，为了防止发射层内形成的激子出现福斯特转移(forster transfer)，空穴传输层502具有至少5nm的厚度。在一些实施例中，空穴传输层502具有至少2nm厚度、至少3nm厚度、至少10nm厚度、至少15nm厚度或至少20nm厚度。发射层503包含有机主体，该有机主体在所描绘的实施例中是4,4'-双(n-咔唑
基)-1,1'-联苯(cbp)，但在其他实施例中，可以包含一种或多种其它适合有机主体材料。发射层503中的有机主体材料由于空穴与传输层界面处形成能量势垒而产生激子。如果电荷可以从空穴传输层501和电子传输层502高效注入ingan/gan层504，则不需要这个有机主体层。为了允许所产生的激子出现高效的福斯特转移，有机主体层的厚度不应超过5nm，而活性材料ingan/gan的厚度取决于多量子阱结构的效率。
[0118]
在一些实施例中，如本文所预期的装置的发射层503可包含有机主体材料，所述有机主体材料具有从第一空穴传输层接触面延伸到第二电子传输层接触面的厚度，其中发射层的总厚度是至少5nm、至少10nm、至少15nm、至少20nm、至少25nm、至少30nm、至少35nm、至少40nm、至少50nm、至少60nm、至少70nm、至少80nm、至少90nm或至少100nm。发射层503可进一步包含与一个或两个接触表面平行的一或多个主动层，所述主动层包含无机发射材料，例如gan或ingan。在一些实施例中，一或多个主动层可包含多量子阱(mqw)。在多个实施例中，每个主动层可以包含无机发射材料的一或多个单层，在一些实施例中可以包含1至5个单层、1至10个单层、1至20个单层或1至50个单层，且在一些实施例中，可以具有小于2nm、小于5nm、小于8nm、小于10nm或小于20nm的厚度。
[0119]
在不同实施例中，一或多个主动层在发射层503内的位置相对于发射层503与任一传输层(例如电子传输层501或空穴传输层502)之间的界面的距离可以是0nm、至少1nm、至少2nm、至少3nm、至少5nm、至少10nm、至少20nm、至少30nm、至少40nm、约1nm、约2nm、约3nm、约5nm、约10nm、约20nm、约30nm、约40nm、定位于其间的任何位置，或相对于界面的任何其它适合距离处。
[0120]
在一些实施例中，主动层可以定位于主体/发射层内，所述主体/发射层从主体/发射层第一表面上的第一电荷传输层延伸到主体/发射层第二表面上的第二电荷传输层，其中一个电荷传输层是电子传输层，而另一个电荷传输层是空穴传输层。主动层在主体/发射层的主体材料内的定位可以根据发射层总体上的电荷传输特征以及发射层在总体上是否以空穴或电子为主导来确定。在发射层更多以电子为主导的情况下，主动层的定位可以更接近电子传输层，而在发射层更多以空穴为主导的情况下，主动层的定位可以更接近空穴传输层。在一些实施例中，主动层定位于发射层中的激子密度处于其峰值的位置处或附近。
[0121]
为了设计出适用于最大电荷注入的装置结构，需要鉴定最优的有机层设计以在主动层中产生最大激子密度。利用激子密度特征曲线确定包含例如gan或ingan的无机主动层置于发射层内的何处。利用
△
感应层方法绘制以下等式1的激子密度特征曲线：
[0122]i感应
＝fn(x)η
oc
(x)φ(x)e
ph
[0123]
等式1
[0124]
其中i
感应
是实测强度，fn(x)是激子密度，η
oc
(x)是出耦效率，φ(x)是感应层pl量子产率且e
ph
是来自感应分子的平均光子能量。
[0125]
使用厚的红色磷光发射体ptoep(八乙基卟啉铂)片层作为感应层。由于每个片层感应层使用的ptoep量相同，因此φ(x)与e
ph
在所有位置相同。因此，fn(x)可以通过测量外部量子效率(eqe)和计算不同位置的出耦效率(x)而推导出来。
[0126]
从空穴传输层(htl)-发射层(eml)界面到eml-电子传输层(etl)界面，每隔2.5nm沉积一个ptoep片层，如图5中所示。eml内的不同位置的偶极子出耦效率计算值和eqe测量值分别显示于图6和7中。
[0127]
图8显示eml内的激子密度特征曲线，其中在j＝0.1、1、10、100ma/cm2的电流密度下获得发射层内的使用相对计数的激子密度特征曲线。图8中的激子密度计算值显示在eml-etl界面处形成最大激子。因此，ingan/gan位于x＝12nm位置。
[0128]
图9显示ingan/gan主动层从生长衬底转移到有机层上的方法示意图，其中影像901显示ingan/gan在si或蓝宝石衬底上的生长，影像902显示多量子阱(mqw)结构粘结到第二个处理衬底上，影像903显示初始衬底经由化学机械抛光、激光剥离或蚀刻而发生分离，影像904显示第二个处理晶圆上的mqw结构以范德华力粘结到有机层上，并且影像905显示处理衬底的分离，使mqw留在有机衬底顶上用于进一步加工。由于希望转移ingan/gan多量子阱主动层用于发射，因此常规的ingan/gan led中不需要p或n型gan接触层。
[0129]
因此，aln或gan缓冲层和ingan/gan mqw层可以在蓝宝石或si衬底上直接生长，参见影像901。生长之后，顶部的mqw层可以粘结到第二个处理衬底，例如kapton或pdms，与初始衬底相比，第二个处理衬底是释放或蚀刻相对更容易的材料，参见影像902。为了mqw结构的转移，经由若干分离方法及/或蚀刻来去除初始衬底，参见影像903。然后可以使mqw结构与有机层对齐且利用范德华力相互作用粘结，这是2-d材料的常规转移方法，参见影像904。随后，可以将第二处理层蚀刻掉且/或从有机/mqw结构中分离出来，参见影像905，从而将gan/ingan mqw结构留在有机层顶上，准备好随后进行有机层沉积。通过蚀刻释放层(例如利用hcl释放的超薄alas)将mqw层从主体蓝宝石非破坏性地去除。另外，可以生长单一ingan层，从而避免mqw，所述ingan层也是从衬底释放。另一种可能性是，可以选择性地蚀刻mqw本身以便每次转移时仅去除1个ingan层，从而利用多个ingan/gan层堆叠的单一生长而每次转移每个oled晶圆释放1个发光层。ingan发光层可以薄如1个单层或可以是厚的多个原子层，其厚度为纳米的数十倍。
[0130]
以下参考文献以全文引用的方式并入：
[0131]
考伯恩c.(coburn,c.)和佛利斯特s.r.(forrest,s.r.)，电荷平衡和激子约束对蓝色磷光有机发光二极管的操作寿命的影响(effects of charge balance and exciton confinement on the operational lifetime of blue phosphorescent organic light-emitting diode)，应用物理学综述(phys.rev.appl.)7,041002(2017).
[0132]
考伯恩c.(coburn,c.)，李j.(lee,j.)和佛利斯特s.r.(forrest,s.r.)，磷光有机发光二极管中的电荷平衡和激子约束(charge balance and exciton confinement in phosphorescent organic light emitting diodes)，先进光学材料(adv.opt.mater.)4,889-895(2016).
[0133]
慕凯t.(mukai t.)等人，基于氮化物的发光装置的近期进展(recent progress of nitride-based light emitting devices)，固体物理a辑(phys.status solidi a)200,52-57(2003).
[0134]
周s.(zhou,s.)和刘s.(liu,s.)，薄膜led制造中利用cmp和干式蚀刻去除蓝宝石的研究(study on sapphire removal for thin-film leds fabrication using cmp and dry etching)，应用表面科学(appl.surf.sci.)255,9469-9473(2009).
[0135]
斯瑞瓦斯特娃p.(srivastava,p.)等人，gan dhfet硅衬底去除以实现增强(《1100v)的崩溃电压(silicon substrate removal of gan dhfets for enhanced(《1100v)breakdown voltage)，ieee电子器件快报(ieee electron device lett.)31,851-853
(2010).
[0136]
下宿m.(shimojuku,m.)等人，实现可制造高晶圆级白色led封装的无损蓝宝石衬底去除工艺(a damage-free sapphire substrate removal process to realize highly manufacturable wafer-level white led package)，2013年第3届ieee cpmt日本研讨会1-2(2013).doi:10.1109/icsj.2013.6756103.
[0137]
余h.(yu,h.)等人，高定向单层mos 2连续膜的晶圆级生长和转移(wafer-scale growth and transfer of highly-oriented monolayer mos 2continuous films)，美国化学学会
·
纳米(acs nano)11,12001-12007(2017).
[0138]
卡尔森a.(carlson,a.)等人，决定性材料组装中使用的剪切增强型无粘合转印法(shear-enhanced adhesiveless transfer printing for use in deterministic materials assembly)，应用物理学快报(appl.phys.lett.)98,264104(2011).
[0139]
本文所引用的每个专利、专利申请和出版物的公开内容特此通过引用以其整体并入本文。虽然已经参考特定实施例揭示了装置和方法，但是显而易见的是，所属领域的其它技术人员可以在不脱离本公开的真实精神和范围的情况下设计本公开的其它实施例和变化形式。所附权利要求书希望解释为包括所有此类实施例和等效变化形式。