[發明專利]基于鈣鈦礦和有機材料的白光發光二極管及制備方法

有效

• 申請號: 202110002300.3
• 申請日: 2021-01-04
• 公開（公告）號: CN112635686B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 馬琳;于躍;周慧鑫;姚博;李歡;宋江魯奇
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01L51/50
• 分類號: H01L51/50;H01L51/56
• 代理公司: 西安志帆知識產權代理事務所(普通合伙) 61258
• 代理人: 侯峰;韓素蘭

本發明公開了一種基于鈣鈦礦和有機材料的白光發光二極管及制備方法，該白光發光二極管依次由襯底、陽極、空穴注入/傳輸層、藍光鈣鈦礦發光層、N型有機能量傳遞層、有機超薄發光層、N型有機電子傳輸層、電子注入層、陰極從下到上依次連接組成。本發明在藍光鈣鈦礦發光層和有機超薄發光層之間引入N型有機能量傳遞層，從空間上隔開藍光鈣鈦礦發光層激子復合區和有機超薄發光層，降低有機分子的非輻射猝滅。

技術領域

本發明屬于電致發光器件領域，具體涉及一種基于鈣鈦礦和有機材料的白光發光二極管及制備方法。

背景技術

近年來，鈣鈦礦材料具有高的載流子遷移率、量子產率高、發光顏色易調節，可以通過溶液法制備的優點，在顯示和照明領域展現出廣泛的應用前景。

目前紅光和綠光鈣鈦礦發光二極管器件的外量子效率已經突破了20％，藍光鈣鈦礦發光二極管器件的外量子效率也超過了10％；然而，關于鈣鈦礦材料制備的白光二極管器件仍然很少報道，開發基于鈣鈦礦材料的白光發光二極管成為研究熱點和挑戰。

層狀二維鈣鈦礦薄膜由于自陷激子的存在可以形成寬光譜白光發射，然而基于層狀二維鈣鈦礦薄膜的發光二極管由于激子-聲子耦合，外量子效率很低(Applied PhysicsLetters 2018,112,153901)；由于離子交換反應，直接混合不同發光顏色的鈣鈦礦相并不會產生白光，而是產生單一波段的窄帶發射。由于有機分子的濃度淬滅和三線態激子的非輻射躍遷，采用互補色有機分子摻雜以及接觸式鈣鈦礦/有機雙發光層的鈣鈦礦白光發光二極管效率也不理想，目前文獻最高報道外量子效率值不到2％(Nanotechnology2019,30,465201；ACS Energy Letters 2020,5,2131)，如何利用鈣鈦礦材料的優異光電特性，實現基于鈣鈦礦材料的高外量子效率的白光發光二極管需要盡可能降低有機分子的濃度淬滅和三線態激子的非輻射躍遷，而現有公開的技術尚不能滿足要求。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種基于鈣鈦礦和有機材料的白光發光二極管及制備方法。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明實施例提供一種基于鈣鈦礦和有機材料的白光發光二極管，該白光發光二極管依次由襯底、陽極、空穴注入/傳輸層、藍光鈣鈦礦發光層、N型有機能量傳遞層、有機超薄發光層、N型有機電子傳輸層、電子注入層、陰極從下到上依次連接組成。

上述方案中，所述藍光鈣鈦礦發光層為ABX₃型立方晶系結構組成的厚度為10～30nm的多晶、準二維、或者量子點薄膜，其中，A為有機胺基團或Cs，B為第四主族金屬，X為一元鹵族元素或多元鹵族元素的組合。

上述方案中，所述有機超薄發光層為厚度小于1nm的熒光或磷光小分子超薄納米層，為與藍光互補的橙紅光發射。

上述方案中，所述N型有機能量傳遞層和N型有機電子傳輸層為N型有機小分子電子傳輸材料，其中，所述N型有機能量傳遞層通過厚度和能級改變實現藍光鈣鈦礦發光層向有機超薄發光層的能量傳遞效率可控調節，其厚度為5-15nm。

上述方案中，所述N型有機能量傳遞層5為吡啶類、三嗪類、咪唑類、菲羅啉類小分子電子傳輸材料的一種，

上述方案中，所述N型有機能量傳遞層具體采用1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBi)、1,3,5-三[(3-吡啶基)-3-苯基]苯(TmPyPb)、4,6-雙(3,5-二(4-吡啶)基苯基)-2-甲基嘧啶(B4PYMPM)、2,4,6-三[3-(二苯基膦氧基)苯基]-1,3,5-三唑(PO-T2T)、2,9-二甲基-4,7-聯苯-1,10-菲羅啉(BCP)、4,7-二苯基-1,10-菲羅啉(Bphen)、三[2,4,6-三甲基-3-(3-吡啶基)苯基]硼烷(3TPYMB)、4,6-雙(3,5-二(4-吡啶)基苯基)-2-苯基嘧啶(B4PyPPM)中的任意一種。