[发明专利]具有独立电极结构的电致发光器件及制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种具有独立电极结构的电致发光器件及制备方法和应用，钙钛矿电致发光器件从下至上依次包括透明导电玻璃衬底、空穴传输层、钙钛矿发光层、电子传输层、压敏封装层和分离设置的金属电极，本发明中压敏封装层具有压敏效应，当表面粗糙的金属电极接触受压区域受到外力作用时，电阻值表现出明显的降低；发光层采用钙钛矿薄膜，对金属电极接触面积的测量具有极高的精确性，压敏封装层可隔绝环境中的水氧避免其对器件性能的侵蚀，增加器件的工作寿命；有效解决了金属粗糙表面积的测量难题，并实现纳米级的分辨率，提升钙钛矿LED的稳定性。

技术领域

本发明属于半导体电致发光器件领域，涉及一种具有独立电极结构的电致发光器件及制备方法和应用。

背景技术

在各类工程及研究中，如力学研究过程中，常面临金属接触面积测量的问题，常常由于粗糙的接触表面大小不一且随机分布，导致测量难度高和精度差的问题，这成为亟待解决的技术问题。

钙钛矿薄膜或钙钛矿量子点(PQDs)由于其高的光致发光量子产率(PLQY)以及可调谐且窄的发射带宽在近几十年来一直受到人们的追捧。尤其是QD材料的溶液加工性，可分散在各种溶剂和基质中，并随后与各种器件集成，为拓展其大面积应用打下基础。这些都使钙钛矿量子点有望成为下一代固体光源和信息显示的主力材料。值得一提的是，QLED的色域高达北美国家电视标准委员会(NTSC)的140％，超过了典型的OLED显示器。首个基于钙钛矿纳米晶体的电视样品已在CES 2018展会上展出。尽管近年来钙钛矿QLED取得了飞速发展，但对其推广商业应用仍然是一个挑战，其中环境稳定性是必须克服的难题。钙钛矿量子点的LED的最新工作寿命仍与商业标准相差甚远(10000hours)，主要由于钙钛矿量子点接触到环境中的水氧会导致化学分解，因而对器件进行有效的封装具有重要意义。

压敏导电硅橡胶是具有电阻应变效应的压力敏感材料，又称感压导电硅橡胶。这是一种新兴的高分子功能材料，具备良好的柔性，压敏特性以及工艺简单，成本低廉等特征。通常橡胶的体积电阻率都在10¹³Ω·cm以上，属于绝缘体，压敏导电硅橡胶是通过填充导电填料实现导电性能。当不受外力作用时，压敏导电硅橡胶表现出较高的电阻值，而当受到外力作用时，电阻值表现出明显的降低，可呈现出导通的状态。通过这一特性，压敏导电硅橡胶可应用于压力传感器，触觉传感器或触面开关元件等方面。一般来说，压敏导电硅橡胶由作为基料的硫化硅橡胶和石墨、乙炔炭黑、银粉、铜粉、镍粉等导电填料和其他助剂构成。其中金属系如银的导电性高于碳系材料如乙炔炭黑，但是碳系材料由于其廉价性和丰富性已广泛应用于导电硅橡胶中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有独立电极结构的电致发光器件及制备方法和应用，有效解决了金属粗糙表面积的测量难题，并实现纳米级的分辨率，提升钙钛矿LED的稳定性。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

具有独立电极结构的电致发光器件，从下至上依次包括透明导电玻璃衬底、空穴传输层、钙钛矿发光层、电子传输层、压敏封装层、分离的金属电极及外电路；

所述的钙钛矿发光层为钙钛矿薄膜；

所述的压敏封装层为透明导电硅橡胶形成的压敏导电层。

本发明还具有以下技术特征：

优选的，所述的透明导电玻璃衬底包含透明玻璃和制备在透明玻璃上的导电薄膜氧化铟锡(ITO)或氟掺杂氧化锡(FTO)。

优选的，所述的空穴传输层制备在透明导电电极表面上，通常包含有机材料和无机材料，其中有机材料有PEDOT:PSS，PTAA，PVK，Spiro-MeOTAD，TCTA中的一种或多种，无机材料有氧化镍，氧化铜中的一种或多种。其在阳极与活性层之间起空穴传输的作用。厚度可达20-500nm。