[發明專利]用三重態管理器的有機半導體激光器

有效

• 申請號: 201210417365.5
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN103094836B
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: S·R·弗里斯特;張一帆
• 申請（專利權）人: 密執安州立大學董事會
• 主分類號: H01S5/30
• 分類號: H01S5/30;H01S5/10
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 曹瑾

相關申請的交叉引用

本申請請求于2011年10月27日提交的美國序列號13/283,284的優先權，本申請為其部分繼續申請，并且將其全文以引用的方式并入本文。

關于在聯邦資助的研究或開發下進行的發明的權利聲明

本發明是由AFOSR（空軍科學研究辦公室）授權的在政府支持下以編號FA9550-10-1-0339進行。本發明是由美國能源部、南加利福利亞大學能源前沿研究中心授權的在政府支持下以編號DE-SC0001013進行。在本發明中，政府擁有某些權利。

所要求保護的發明是由聯合大學聯盟研究協議的以下各方中的一方或多方進行、代表所述各方的利益、和/或與所述各方有關：密歇根大學董事會、普林斯頓大學董事會、南加利福利亞大學董事會以及通用顯示器公司董事會。所述協議在所要求保護的發明進行之日當天及之前生效，并且所要求保護的發明是由于在所述協議范圍內開展的活動而進行。

本申請涉及于2011年5月27日提交的美國申請序列號12/117,926，所述美國申請要求于2010年6月3日提交的US 61/396,862以及2010年6月29提交的US 61/398,627的優先權。這些相關申請的全文均以引用的方式并入本文。

技術領域

本發明涉及使用有機材料的激光器。

背景技術

利用有機材料的光電裝置由于多種原因而變得越來越可取。用于制造此類裝置的許多材料相對便宜，因此相比無機裝置，有機光電裝置具有潛在的成本優勢。此外，有機材料的固有特性，如其柔韌性，可以使其非常適合特別的應用，如在柔性襯底上制備。有機光電裝置的實例包括有機電致發光裝置(OLEDs)、有機光電晶體管、有機光伏電池以及有機光電探測器。

已知沉積用于制造有機裝置的有機材料的多種方法，如真空熱蒸發、溶液處理、有機氣相沉積以及有機蒸汽噴印。

發明內容

本發明提供第一裝置。該裝置包括有機半導體激光器。所述有機半導體激光器進一步包括光學共振腔及布置在所述光學共振腔內的有機層。所述有機層包括：有機主體化合物；能夠熒光發射的有機發光化合物；及有機摻雜劑化合物。所述有機摻雜劑化合物在此也可以稱為“三重態管理器”。所述有機摻雜劑化合物的三重態能量低于或等于所述有機主體化合物的三重態能量。所述有機摻雜劑化合物的三重態能量低于或等于所述有機發光化合物的三重態能量。所述有機發光化合物的單重態能量低于或等于所述有機主體化合物的單重態能量。

在某些實施方案中，在如上描述的第一裝置中，所述有機發光化合物的單重態能量低于所述有機主體化合物的單重態能量。

優選地，所述有機發光化合物的單重態能量低于所述有機摻雜劑化合物的單重態能量。

優選地，所述有機摻雜劑化合物不會強烈地吸收所述有機發光化合物的熒光發射。

在一個實施方案中，所述第一裝置進一步包括光學耦合至所述有機層的光泵。

在一個實施方案中，所述有機半導體激光器進一步包括陽極及陰極。所述有機層布置在所述陽極與所述陰極之間。空穴傳輸層布置在所述有機層與所述陽極之間。電子傳輸層布置在所述有機層與所述陰極之間。所述有機摻雜劑化合物只存在于發光層中。

優選地，所述摻雜劑化合物的三重態衰減時間比所述發光化合物的三重態衰減時間短。

優選地，所述摻雜劑化合物的濃度為10wt%-90wt%，并且所述發光化合物的濃度為0.5wt%-5wt%。

優選地，所述有機發光化合物能夠在室溫下熒光發射。

優選地，所述摻雜劑化合物選自由以下各項組成的組：蒽、并四苯、紅熒烯和苝以及它們的衍生物。更優選地，所述摻雜劑化合物選自蒽并且特別優選地選自它的衍生物。更優選地，所述摻雜劑化合物是ADN。

在某些實施方案中，所述摻雜劑化合物是磷光體。在某些實施方案中，所述摻雜劑化合物是熒光團。

在某些實施方案中，在如上描述的第一裝置中，所述有機半導體激光器可以進一步包括反饋結構。在某些實施方案中，所述反饋結構可以包括以下的任何一個，或以下的某種組合：平面波導結構；分布式反饋結構；布拉格反射反饋結構；或垂直腔面發射激光器(VCSEL)。

在某些實施方案中，在如上描述的第一裝置中，所述有機半導體激光器可以進一步包括襯底。所述裝置的陽極可以布置在所述襯底上并且至少一個反射鏡布置在所述襯底與所述陽極之間。