[发明专利]一种QD-3D-QD发光层钙钛矿发光二极管及其制备方法

说明书

本发明公开了一种QD‑3D‑QD发光层钙钛矿发光二极管，所述QD‑3D‑QD发光层为量子点钙钛矿‑三维钙钛矿‑量子点钙钛矿，简称为QD‑3D‑QD结构，所述发光层的制备过程为：先旋涂一层量子点钙钛矿层，再在其上旋涂一层三维有机无机杂化钙钛矿，接着在这两层上再旋涂一层量子点钙钛矿，本发明适用于目前常用的两种钙钛矿发光二极管基本器件结构，衬底、阳极、空穴传输层、钙钛矿发光层、电子传输层和阴极，以及衬底阴极、电子传输层、钙钛矿发光层、空穴传输层和阳极。

技术领域

本发明属于电致发光器件技术领域，涉及一种QD-3D-QD发光层钙钛矿发光二极管及其制备方法。

背景技术

钙钛矿材料由于其优异的光电性能被广泛应用于光电子领域，如太阳能电池、发光二极管、光探测器以及晶体管等。最常用的钙钛矿发光材料是有机-无机杂化钙钛矿材料，兼具有机半导体和无机半导体的优势，如适用于溶液法、卷对卷制备工艺，以及发光效率高、色纯度好等优势。通常有机-无机杂化钙钛矿采用三维结构的钙钛矿材料，三维材料工艺简单、光致发光效率高，但是成膜性和稳定性较差，致使器件亮度低，寿命短。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述的三维材料工艺简单、光致发光效率高，但是成膜性和稳定性较差，致使器件亮度低，寿命短的问题，提出一种QD-3D-QD发光层钙钛矿发光二极管及其制备方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种QD-3D-QD发光层钙钛矿发光二极管，该二极管为正型器件结构或反型器件结构，所述正型器件结构包括由下到上设置的衬底、阳极、空穴传输层、钙钛矿(QD-3D-QD)发光层、电子传输层和阴极；所述反型器件结构包括由下到上设置的衬底、阴极、电子传输层、钙钛矿(QD-3D-QD)发光层、空穴传输层和阳极；所述钙钛矿发光层材料为具有ABX₃晶体结构的钙钛矿材料；这种器件结构制备出来的钙钛矿薄膜结晶性好，辐射复合效率高。应用在发光二极管器件上，表现为器件亮度提高，且器件寿命增长。

优选地，所述阳极为金属或金属氧化物薄膜，该金属氧化物薄膜可以是ITO薄膜或者氧化锌薄膜或氧化锡薄膜，该金属薄膜可以是金、铜、银等金属薄膜。本发明优选ITO薄膜作为阳极，导电性足够强、逸出功足够大、化学稳定性好，能将空穴注入到空穴传输层的电极。

优选地，所述具有ABX₃晶体结构的钙钛矿材料，其中A为有机胺基团或者铯离子；B为元素周期表第四主族金属；X为一元卤族元素或多元卤族元素的组合。

优选地，所述反型器件结构中，电子传输层材料为N型金属氧化物半导体，如：ZnO、TiO₂、SnO₂等。反型器件结构中，本发明中电子传输层材料优选ZnO；空穴传输层材料为香族二胺类化合物、芳香族三胺类化合物、咔唑类化合物、星形三苯胺类化合物、呋喃类化合物、螺形结构化合物或聚合物材料中的一种或多种的组合，优选为N,N'-二苯基-N,N'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(NPB)。

优选地，所述正型器件结构中，空穴传输层的材料为聚3,4-乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)、聚乙烯基咔唑、聚[(9,9-二正辛基芴基-2,7-二基)-alt-(4,4'-(N-(4-正丁基)苯基)-二苯胺)]、聚[双(4-苯基)(4-丁基苯基)胺]、聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]的任意一种或多种的组合；电子传输层具有良好的电子传输特性、较低的电子亲和势成膜性和化学稳定性好的电子传输材料，如：4,7-二苯基-1,10-菲咯啉、2-(4-二苯基)-5-(4-叔丁苯基)-1,3,4-噁二唑、噁二唑类电子传输材料2-(4-二苯基)-5-(4-叔丁苯基)-1,3,4-噁二唑、或咪唑类电子传输材料1,3,5-三(N-苯基-2-苯并咪唑-2)苯中的任意一种或者多种的组合，本发明中的电子传输材料优选4,7-二苯基-1,10-菲咯啉。