[發明專利]一種可發白光的鈣鈦礦發光二極管及其制備方法和發光裝置

在審

• 申請號: 202011521713.4
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112670423A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 譚海仁;韓巧雷;吳金龍;盧倩文
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: H01L51/50
• 分類號: H01L51/50;H01L51/56
• 代理公司: 廣州市律帆知識產權代理事務所(普通合伙) 44614
• 代理人: 王園園

本發明適用于光電技術領域，提供了一種可發白光的鈣鈦礦發光二極管及其制備方法和發光裝置，該鈣鈦礦發光二極管包括透明導電襯底，所述透明導電襯底上依次設置第一傳輸層、鈣鈦礦第一發光層、第二傳輸層、第一中間連接層、第三傳輸層、鈣鈦礦第二發光層、第四傳輸層、第二中間連接層、第五傳輸層、鈣鈦礦第三發光層、第六傳輸層、金屬電極。本發明充分地利用了鈣鈦礦發光的優勢，不僅在發光效率上實現大幅增益，而且在穩定性上明顯提高，三結發光層的靈活組合，進而實現了鈣鈦礦可發白光的廣泛應用。

技術領域

本發明屬于光電技術領域，尤其涉及一種可發白光的鈣鈦礦發光二極管及其制備方法和發光裝置。

背景技術

鈣鈦礦材料因具有低成本、易制備和帶隙可調節等優異的光電性能等優點而在國際上備受關注，并且發展迅速，電池的光電轉化效率已從2009年的3.8％提升到2020年的25.5％。鈣鈦礦材料不僅僅可以應用于太陽能電池，其自身也被認為是最具潛力的下一代低成本發光二極管(LED)材料。有機金屬鹵化鈣鈦礦是一種很有前途的發光材料,適用于溶液法制備LED的應用，因為它們的高光致發光量子效率(PLQE)，高電荷遷移率，高發光顏色純度。

到目前為止，鈣鈦礦膜的PLQE已達到70％以上，但達到峰值器件電致發光的外量子效率(EQE)仍然低于15％，對器件物理的研究表明，原則上，電荷平衡不是鈣鈦礦的限制因素。常規單結鈣鈦礦發光二極管的工作電流密度較大，導致器件效率衰減快、穩定性較差。設計疊層發光二極管的結構，可顯著降低工作電流密度，提升器件的穩定性，同時還可以通過調節各個發光層的發光光譜，獲得不同的組合顏色。為了提升鈣鈦礦發光二極管的光電轉換效率，以及全光譜顯示的應用，獲得更長的使用壽命和高顏色純度，鈣鈦礦/鈣鈦礦疊層發光二極管將是引領下一代全彩顯示器和固態照明市場的理想候選人。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種可發白光的鈣鈦礦發光二極管，旨在解決背景技術中提出的問題。

本發明實施例是這樣實現的，一種可發白光的鈣鈦礦發光二極管，包括透明導電襯底，所述透明導電襯底上依次設置有第一傳輸層、鈣鈦礦第一發光層、第二傳輸層、第一中間連接層、第三傳輸層、鈣鈦礦第二發光層、第四傳輸層、第二中間連接層、第五傳輸層、鈣鈦礦第三發光層、第六傳輸層、金屬電極；

其中，所述第一傳輸層和所述第二傳輸層分別為第一空穴注入層和第一電子注入層，或者所述第一傳輸層和所述第二傳輸層分別為第一電子注入層和第一空穴注入層；所述第三傳輸層和所述第四傳輸層分別為第二空穴注入層和第二電子注入層，或者所述第三傳輸層和所述第四傳輸層分別為第二電子注入層和第二空穴注入層；所述第五傳輸層和所述第六傳輸層分別為第三空穴注入層和第三電子注入層，或者所述第五傳輸層和所述第六傳輸層分別為第三電子注入層和第三空穴注入層。

作為本發明實施例的一個優選方案，所述透明導電襯底為氧化銦錫襯底、摻氟氧化錫襯底、氧化銦鋅襯底中的任一種。

作為本發明實施例的另一個優選方案，所述第一空穴注入層、第二空穴注入層和第三空穴注入層均包含p型半導體材料。

作為本發明實施例的另一個優選方案，所述第一電子注入層、第二電子注入層和第三電子注入層均包含n型半導體材料。

作為本發明實施例的另一個優選方案，所述第一中間連接層和第二中間連接層均包含致密層、空穴傳輸層和/或電子傳輸層；

其中，所述致密層包含n型半導體材料或p型半導體材料；所述空穴傳輸層和電子傳輸層分別獨立地包含氧化鉬、3，4-乙撐二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸鹽、氧化釩、2,9-二甲基-4,7-聯苯-1,10-鄰二氮雜菲、氧化錫、氧化鈦、氧化鎢的至少一種。

致密層可通過物理沉積方法或化學沉積方法制備。物理沉積方法包括但不僅限于真空蒸發法、濺射、離子束沉積、脈沖激光沉積等；化學沉積方法包括但不僅限于化學氣相沉積、原子層沉積、溶膠-凝膠旋涂法等。