[发明专利]一种钙钛矿发光二极管及其制备方法

说明书

本发明属于电致发光器件技术领域，公开了一种钙钛矿发光二极管及其制备方法，用于解决现有钙钛矿二极管由于高启亮电压而造成的能源浪费和消耗的问题。本发明钙钛矿型电致发光器件，钙钛矿型电致发光器件的结构从下至上依次为衬底层、阳极层、空穴传输层、修饰层、发光层、电子传输层和阴极层，所述发光层为具有钙钛矿结构的发光材料，钙钛矿结构为有机/无机杂化ABX3型立方晶系结构；其中A为有机胺基团，B为第四主族金属，X为一元卤族元素或多元卤族元素的组合。

技术领域

本发明属于电致发光器件技术领域，具体涉及一种钙钛矿发光二极管及其制备方法。

背景技术

金属卤化物钙钛矿材料可以用化学式MAPbBr₃来表示，其中X为Br，I，和Cl，这类材料具有优异的光电特性，可被广泛应用于太阳能电池、光探测器和发光二极管等光电器件。基于钙钛矿的发光二极管具有发光纯度高，发射效率高和激发能量低等特点，因而有可能成为替代无机量子点和传统的有机发光材料的新型发光材料。

例如申请号201610635175.9的发明专利公开了一种双层钙钛矿发光二极管及其制备方法；例如申请号为201610083290.X的发明专利公开了一种基于钙钛矿材料的发光二极管及其制备方法。

然而，由于常规正型器件结构中存在势垒较高，不利于空穴传输，钙钛矿发光二极管通常具有较高的启亮电压，这样的高启亮电压会造成能量的浪费和消耗，与此同时常规器件还面临钙钛矿成膜质量较差，漏电流偏大，量子效率较低的问题，因此，很有必要进一步优化器件结构来提升器件性能。

发明内容

本发明为了解决现有钙钛矿二极管由于高启亮电压而造成的能源浪费和消耗的问题，而提供一种钙钛矿发光二极管及其制备方法，能够实现高亮度、高效率的发光，降低启亮电压，从而降低能源的浪费和消耗。

为解决技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种钙钛矿型电致发光器件，钙钛矿型电致发光器件的结构从下至上依次为衬底层、阳极层、空穴传输层、修饰层、发光层、电子传输层和阴极层，其特征在于，所述发光层为具有钙钛矿结构的发光材料，钙钛矿结构为有机/无机杂化ABX3型立方晶系结构；其中A为有机胺基团，B为第四主族金属，X为一元卤族元素或多元卤族元素的组合。

所述有机胺基团为烷基胺、芳香胺或二胺中的任意一种；所述的第四主族金属为Pb²⁺、Ge²⁺或Sn²⁺中的任意一种；所述的一元卤族元素为Cl、Br和I中的任意一种；所述的多元卤族元素的组合具有如下结构通式：-Cl_xBr_yI_z，其中，x+y+z＝3。

所述钙钛矿结构中杂化的ABX3型立方晶系的分子式为CH₃NH₃PbBr₃。

所述空穴传输层所用的材料为3，4-乙撑二氧噻吩混合聚苯乙烯磺酸盐、聚苯胺类有机导电聚合物中的一种或多种的共混物。

所述空穴传输层的材料为3，4-乙撑二氧噻吩混合聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT：PSS)。

所述修饰层所用的材料为鸟嘌呤，鸟嘌呤能够调节空穴传输层的HOMO能级，促进空穴注入到发光层降低启亮电压，同时鸟嘌呤中的氨基基团能够促进钙钛矿晶体的结晶，从而改善钙钛矿的成膜质量。

所述电子传输层的材料为2-(4-二苯基)-5-(4-叔丁苯基)-1,3,4-噁二唑、噁二唑类电子传输材料2-(4-二苯基)-5-(4-叔丁苯基)-1,3,4-噁二唑、或咪唑类电子传输材料1,3,5-三(N-苯基-2-苯并咪唑-2)苯中的任意一种或者多种的组合。本发明的电子传输层由电子传输材料构成，所述电子传输材料优选1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBi)。