[發明專利]一種基于全溴配比的藍光鈣鈦礦發光二極管及其制備方法

有效

• 申請號: 202010634604.7
• 申請日: 2020-07-04
• 公開（公告）號: CN111883679B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 李艷青;田宇;唐建新
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: H01L51/50
• 分類號: H01L51/50;H01L51/54;H01L51/56
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒

本發明公開了一種基于全溴配比的藍光鈣鈦礦發光二極管及其制備方法，包括從下而上依次設置的陽極襯底、空穴傳輸層、活性發光層、電子傳輸層、陰極修飾層和陰極電極，其特征在于：空穴傳輸層由聚(3,4?乙烯二氧噻吩)?聚苯乙烯磺酸鈉與空穴傳輸層修飾材料構成，空穴傳輸層修飾材料為咪唑；活性發光層的材質為鈣鈦礦，由鈣鈦礦前驅體制備，鈣鈦礦前驅體由基液A、基液B和調節劑構成，由下至上依次制備各層。本發明實現了光致與電致的出光峰連續可調，制備工藝簡單高效。

技術領域

本發明涉及一種發光二極管，具體涉及一種基于溴基鈣鈦礦的藍光發光二極管及其制備方法。

背景技術

近些年來，鈣鈦礦材料因其優越的光學性能，在太陽能以及顯示領域的應用得到了迅猛的發展。鈣鈦礦量子點以及薄膜具有熒光產率高、色域廣、光致與電致發光峰寬度窄等特性，在綠光、紅光以及近紅外波長段電致器件效率已可匹敵現行的OLED材料，同時具備成本低、能耗低、工藝簡單等鮮明優勢。

藍光鈣鈦礦發光二極管的發展尚明顯落后于綠光與紅光，其原因在于傳輸材料載流子注入勢壘高、復合效率較低；同時鈣鈦礦層材料缺陷態高、熒光產率低；天藍光（484nm）與純藍光（468nm）器件最高外量子效率（EQE）僅為9.5%與2.8% （參見文獻Nat Photon 13,760–764(2019)；Adv. Mater. 2019, 1904319）。

目前，實現藍光鈣鈦礦發光二極管主要通過以下兩種手段：其一是引入氯離子（參見Nat Comm 10，1027(2019)），此方法會帶來器件工作狀態下離子遷徙的問題，使得光譜在高電壓下出現明顯的紅移現象；其二是通過構建較大離子半徑的A位陽離子（參見Adv.Mater. 2019, 1904319），雖然此方法下器件電致光譜穩定，不過發光峰可調范圍有限，且效率與亮度均處于較低的水平。

為了實現對器件發光峰的調節，中國發明專利CN105441074A公開了一種基于對CsPbBr₃鈣鈦礦量子點從藍光到綠光調控的制備方法，在不同溫度條件下（例如分別在100℃、120℃、140℃、150℃、160℃）制備出對應的CsPbBr₃量子點，將5種量子點組合，實現藍光到綠光的調控。該方法對發光峰調控復雜，制備工藝過程繁瑣，難以實現工業化應用。

另一方面，空穴傳輸層的材料也會對鈣鈦礦層產生不良影響，為此，中國發明申請CN110649171A公開了一種高效、發光顏色穩定的鈣鈦礦藍光發光二極管，在空穴注入層和發光層之間設置界面修飾層氯化銣。一方面，該方案中的鈣鈦礦為引入氯離子的混合材料，不能實現純溴配比，另一方面，增加界面修飾層導致工藝步驟的增加，同時對器件的性能會產生影響。

因此，如何實現基于全溴配比的藍光鈣鈦礦發光二極管，提高其發光效率并使發光峰易于調節，是本領域急需解決的問題。

發明內容

本發明的發明目的是提供一種基于全溴配比的藍光鈣鈦礦發光二極管，實現獲得發光峰光譜穩定及光譜連續可調；本發明的另一發明目的是提供這種發光二極管的制備方法。

為達到上述發明目的，本發明采用的技術方案是：一種基于全溴配比的藍光鈣鈦礦發光二極管，包括從下而上依次設置的陽極襯底、空穴傳輸層、活性發光層、電子傳輸層、陰極修飾層和陰極電極，所述空穴傳輸層由聚(3, 4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸鈉（PEDOT:PSS）與空穴傳輸層修飾材料構成，所述空穴傳輸層修飾材料為咪唑；所述活性發光層的材質為鈣鈦礦；所述鈣鈦礦由鈣鈦礦前驅體制備，所述鈣鈦礦前驅體由基液A、基液B和調節劑構成，所述基液A為引入 1-丁基胺氫溴酸鹽摻雜的CsPbBr₃ 的二亞甲砜溶液，所述基液B為 (BA)₂PbBr₄的二亞甲砜溶液，其中BA為C₄H₉NH₃⁺，所述調節劑為乙二胺、二亞乙基三胺、三亞乙基四胺或其混合物。