[发明专利]基于钙钛矿和有机材料的白光发光二极管及制备方法

说明书

本发明公开了一种基于钙钛矿和有机材料的白光发光二极管及制备方法，该白光发光二极管依次由衬底、阳极、空穴注入/传输层、蓝光钙钛矿发光层、N型有机能量传递层、有机超薄发光层、N型有机电子传输层、电子注入层、阴极从下到上依次连接组成。本发明在蓝光钙钛矿发光层和有机超薄发光层之间引入N型有机能量传递层，从空间上隔开蓝光钙钛矿发光层激子复合区和有机超薄发光层，降低有机分子的非辐射猝灭。

技术领域

本发明属于电致发光器件领域，具体涉及一种基于钙钛矿和有机材料的白光发光二极管及制备方法。

背景技术

近年来，钙钛矿材料具有高的载流子迁移率、量子产率高、发光颜色易调节，可以通过溶液法制备的优点，在显示和照明领域展现出广泛的应用前景。

目前红光和绿光钙钛矿发光二极管器件的外量子效率已经突破了20％，蓝光钙钛矿发光二极管器件的外量子效率也超过了10％；然而，关于钙钛矿材料制备的白光二极管器件仍然很少报道，开发基于钙钛矿材料的白光发光二极管成为研究热点和挑战。

层状二维钙钛矿薄膜由于自陷激子的存在可以形成宽光谱白光发射，然而基于层状二维钙钛矿薄膜的发光二极管由于激子-声子耦合，外量子效率很低(Applied PhysicsLetters 2018,112,153901)；由于离子交换反应，直接混合不同发光颜色的钙钛矿相并不会产生白光，而是产生单一波段的窄带发射。由于有机分子的浓度淬灭和三线态激子的非辐射跃迁，采用互补色有机分子掺杂以及接触式钙钛矿/有机双发光层的钙钛矿白光发光二极管效率也不理想，目前文献最高报道外量子效率值不到2％(Nanotechnology2019,30,465201；ACS Energy Letters 2020,5,2131)，如何利用钙钛矿材料的优异光电特性，实现基于钙钛矿材料的高外量子效率的白光发光二极管需要尽可能降低有机分子的浓度淬灭和三线态激子的非辐射跃迁，而现有公开的技术尚不能满足要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于钙钛矿和有机材料的白光发光二极管及制备方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供一种基于钙钛矿和有机材料的白光发光二极管，该白光发光二极管依次由衬底、阳极、空穴注入/传输层、蓝光钙钛矿发光层、N型有机能量传递层、有机超薄发光层、N型有机电子传输层、电子注入层、阴极从下到上依次连接组成。

上述方案中，所述蓝光钙钛矿发光层为ABX₃型立方晶系结构组成的厚度为10～30nm的多晶、准二维、或者量子点薄膜，其中，A为有机胺基团或Cs，B为第四主族金属，X为一元卤族元素或多元卤族元素的组合。

上述方案中，所述有机超薄发光层为厚度小于1nm的荧光或磷光小分子超薄纳米层，为与蓝光互补的橙红光发射。

上述方案中，所述N型有机能量传递层和N型有机电子传输层为N型有机小分子电子传输材料，其中，所述N型有机能量传递层通过厚度和能级改变实现蓝光钙钛矿发光层向有机超薄发光层的能量传递效率可控调节，其厚度为5-15nm。

上述方案中，所述N型有机能量传递层5为吡啶类、三嗪类、咪唑类、菲罗啉类小分子电子传输材料的一种，

上述方案中，所述N型有机能量传递层具体采用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-双(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-联苯-1,10-菲罗啉(BCP)、4,7-二苯基-1,10-菲罗啉(Bphen)、三[2,4,6-三甲基-3-(3-吡啶基)苯基]硼烷(3TPYMB)、4,6-双(3,5-二(4-吡啶)基苯基)-2-苯基嘧啶(B4PyPPM)中的任意一种。