[發明專利]基于修飾空穴傳輸層的藍光鈣鈦礦發光二極管及其制備方法

在審

• 申請號: 202110827291.1
• 申請日: 2021-07-21
• 公開（公告）號: CN113594383A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 唐建新;王經坤;李艷青
• 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: 孫周強;陶海鋒

本發明涉及一種基于修飾空穴傳輸層的藍光鈣鈦礦發光二極管及其制備方法，器件包括陽極基板、修飾空穴傳輸層、鈣鈦礦發光層、電子傳輸層以及陰極。本發明創造性的引入丙醇胺分子添加劑，可以有效調控藍光鈣鈦礦發光層的結晶生長，使之形成高均勻度、高結晶性和低缺陷密度的高質量發光薄膜，薄膜光致發光特性和光譜穩定性都得到增強，所制備的藍光鈣鈦礦發光二極管的亮度、外量子效率和工作壽命明顯提升。本發明中的修飾方法成本低廉，操作簡單，效果顯著，適用于旋涂、刮涂、印刷以及噴墨打印等多種現行的制備工藝。

技術領域

本發明涉及鈣鈦礦光電器件制備領域，具體涉及一種基于空穴傳輸層界面修飾的藍光鈣鈦礦發光二極管制備方法。

背景技術

金屬鹵化物鈣鈦礦（Perovskite）是繼石墨烯之后國際研究的熱門材料，其具有優良的光電性質，成本低廉而且可溶液加工，在光電器件技術領域被廣泛研究；其中，鈣鈦礦太陽能電池已經實現商業化大規模制備，鈣鈦礦發光二極管在近10年也取得快速發展，在顯示和照明領域具有很好的應用前景。

鈣鈦礦發光二極管具有的突出優點是色純度高、溶液法加工。目前，綠光和紅光鈣鈦礦發光二極管的外量子效率已經突破20%，器件壽命也提高到了幾百個小時；但是藍光鈣鈦礦發光二極管的器件性能還很差，限制了鈣鈦礦發光二極管的全色顯示及其實際應用，因此，尋找合適的方法提高藍光鈣鈦礦發光二極管的性能具有重要意義。

制備藍光鈣鈦礦常見的方法是在溴體系的鈣鈦礦中引入一定量的氯離子調節發光光譜，但氯離子的引入會使鈣鈦礦薄膜的均勻性和結晶性變差，極大地降低器件的發光性能。目前，反溶劑法常被用來改善鈣鈦礦薄膜的結晶質量，但此法增加了操作復雜性，且難適用于工業上溶液法的大面積器件制備工藝，如印刷和噴墨打印；在器件中引入微納結構增強光耦合，能提高器件的出光，但加工工藝復雜，增加制造成本；對鈣鈦礦層進行組分調節，與前兩種方法相比更有優勢，但實際操作也比較復雜，容易使鈣鈦礦的發光波長產生大的偏移。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的是提供一種基于修飾空穴傳輸層的藍光鈣鈦礦發光二極管及其制備方法，適用于溶液法加工的旋涂、刮涂、印刷以及噴墨打印等多種現行的制備工藝技術。

本發明所采取的技術方案是：

一種基于修飾空穴傳輸層的藍光鈣鈦礦發光二極管，其空穴傳輸層為醇胺修飾空穴傳輸層。進一步的，所述基于修飾空穴傳輸層的藍光鈣鈦礦發光二極管還包括藍光鈣鈦礦發光層、電子傳輸層、陽極和陰極，都為常規技術，根據現有材料以及制備方法得到。

本發明的創造性在于以醇胺修飾空穴傳輸層作為鈣鈦礦發光器件中的空穴傳輸層，其他結構或者組成都是現有技術，所述醇胺優選為丙醇胺（Propanolamine）。優選的，醇胺的體積為空穴傳輸層原液體積的1~3‰。

本發明將醇胺與空穴傳輸層原液按1~3:1000的體積比混合并攪拌均勻，得到修飾的空穴傳輸層溶液，其中醇胺摻雜濃度為1~3μl/ml。將修飾的空穴傳輸層溶液根據常規方法制備成膜，作為鈣鈦礦發光器件中的空穴傳輸層。

本發明中，醇胺修飾空穴傳輸層的厚度為30~40 nm，藍光鈣鈦礦發光層厚度為20~25 nm，電子傳輸層厚度為40~50 nm，LiF厚度為1 nm，Al厚度為90~120 nm。

本發明公開了上述基于修飾空穴傳輸層的藍光鈣鈦礦發光二極管的制備方法，包括以下步驟，將醇胺加入空穴傳輸層原液中，得到修飾的空穴傳輸層溶液，然后將修飾的空穴傳輸層溶液旋涂于陽極表面，退火處理，得到空穴傳輸層，再制備藍光鈣鈦礦發光層、電子傳輸層和陰極，得到基于修飾空穴傳輸層的藍光鈣鈦礦發光二極管。