CN108832010A - 一种离子液体作为电荷注入层的钙钛矿发光二极管及其制备方法 - Google Patents

一种离子液体作为电荷注入层的钙钛矿发光二极管及其制备方法 Download PDF

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陆红波
邱龙臻
王健越
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Abstract

本发明涉及一种离子液体作为电荷注入层的钙钛矿发光二极管及其制备方法，包括自下而上分别为衬底以及依次层叠设置的透明导电电极、金属氧化物电子传输层、离子液体层、钙钛矿发光层、空穴层和顶电极，原材料来源丰富，只需要通过简单的溶液法工艺制备，钙钛矿发光二极管发射光谱窄，色纯度高，引入离子液体作为电荷注入层，可以降低空穴注入势垒，提升器件性能。

Description

一种离子液体作为电荷注入层的钙钛矿发光二极管及其制备 方法
技术领域
本发明涉及发光二极管领域，具体是一种离子液体作为电荷注入层的钙钛矿发光二极管及其制备方法。
背景技术
随着人类社会的不断发展与进步，信息化显示技术也在日新月异地进步之中。钙钛矿发光二极管是一种新型的发光显示技术，具有材料组分以及光谱易于调节、色彩丰富、色纯度高、发光效率高、可进行溶液加工以及可柔性显示等突出优点，近年来吸引了广泛的兴趣。
钙钛矿发光二极管是基于钙钛矿发光材料（化学式为ABX3，其中A = CH3NH3 +，CH(NH2)2 +，Cs+，……，B = Pb2+，Sn2+，Ge2+，……，X = Cl-，Br-，I-，）的发光二极管。为了尽快提升钙钛矿发光二极管的效率，必须进一步降低它的启亮电压，提高量子效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种离子液体作为电荷注入层的钙钛矿发光二极管及其制备方法，公开了应用离子液体作为钙钛矿发光二极管的电荷注入层，提高钙钛矿发光二极管的量子效率。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种离子液体作为电荷注入层的钙钛矿发光二极管，其特征在于，包括自下而上分别为衬底以及依次层叠设置的透明导电电极、金属氧化物电子传输层、离子液体层、钙钛矿发光层、空穴层和顶电极；
所述的离子液体作为电荷注入层的钙钛矿发光二极管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、在衬底上依次形成透明导电电极和金属氧化物电子传输层；
（2）、在所述金属氧化物电子传输层上沉积离子液体层；
（3）、在所述离子液体层上依次形成钙钛矿发光层、空穴层和顶电极，即得到离子液体作为电荷注入层的钙钛矿发光二极管。
进一步地，所述的衬底为玻璃、石英、柔性PET、柔性PEN中的一种。
进一步地，所述的透明导电电极为铟掺杂氧化锡、氟掺杂氧化锡、铝掺杂氧化锌中的一种。
进一步地，所述的金属氧化物电子传输层为氧化锌、氧化钛、氧化锡中的一种。
进一步地，所述离子液体由有机阳离子和无机阴离子组成，离子液体层的厚度在0.5-10 nm；所述有机阳离子包括烷基季铵离子、咪唑鎓、烷基咪唑鎓、吡咯鎓、烷基吡咯鎓、吡啶鎓、烷基吡啶鎓、咔唑鎓、吲哚鎓、哌啶鎓、吡唑鎓、鏻、鋶中的至少一种；所述无机阴离子包括卤离子、硝酸根、酰亚胺、硫酸根、高氯酸根、四氟硼酸根、六氟磷酸根、磺酸根、羧酸根中的至少一种。
进一步地，所述的钙钛矿发光层的化学结构通式为ABX3，其中A为有机铵、Cs+中的至少一种，B为第四主族金属中的至少一种，X为卤族元素中的至少一种。
进一步地，所述的空穴层为氧化钼、氧化镍、4,4'-二(9-咔唑)联苯、聚(9,9-二正辛基芴基-2,7-二基) 、4,4’-环己基二[N,N-二(4-甲基苯基)苯胺]、4,4’,4”-三(咔唑-9-基)三苯胺、9,9’-(1,3-苯基)二9H-咔唑中的至少一种。
与现有技术相比，本发明的一种离子液体作为电荷注入层的钙钛矿发光二极管及其制备方法，具有以下优点：
本发明的钙钛矿原材料来源丰富，只需要通过简单的溶液法工艺制备；
本发明的钙钛矿发光二极管发射光谱窄，色纯度高；
本发明在钙钛矿发光二极管中引入离子液体作为电荷注入层，可以降低空穴注入势垒，提升器件性能。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种离子液体作为电荷注入层的钙钛矿发光二极管结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明中，钙钛矿发光二极管的结构示意图如图1，包括自下而上分别为衬底以及依次层叠设置的透明导电电极、金属氧化物电子传输层、离子液体层、钙钛矿发光层、空穴层和顶电极；
所述的离子液体作为电荷注入层的钙钛矿发光二极管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、在衬底上依次形成透明导电电极和金属氧化物电子传输层；
（2）、在所述金属氧化物电子传输层上沉积离子液体层；
（3）、在所述离子液体层上依次形成钙钛矿发光层、空穴层和顶电极，即得到离子液体作为电荷注入层的钙钛矿发光二极管。
实施例1
一种离子液体作为电荷注入层的钙钛矿发光二极管，器件结构为玻璃/ITO/TiO2/离子液体/CH3NH3PbBr3/F8/MoO3/Au，离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐，厚度为1nm。
上述离子液体作为电荷注入层的钙钛矿发光二极管的制备方法，包括以下步骤：
在ITO导电玻璃上旋涂TiO2纳米颗粒薄膜；
在TiO2层上旋涂1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐薄膜层，厚度为1 nm；
在1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐薄膜层上旋涂CH3NH3PbBr3发光层；
在CH3NH3PbBr3发光层上旋涂空穴注入层F8；
在F8上蒸镀MoO3/Au，得到离子液体作为电荷注入层的钙钛矿发光二极管。
实施例2
一种离子液体作为电荷注入层的钙钛矿发光二极管，器件结构为PET/ITO/ZnO/离子液体/CsPbBr3/CBP/MoO3/Au，离子液体为N-己基吡啶双（三氟甲烷磺酰）亚胺盐，厚度为1 nm。
上述离子液体作为电荷注入层的钙钛矿发光二极管的制备方法，包括以下步骤：
在柔性衬底PET/ITO上旋涂ZnO纳米颗粒薄膜；
在ZnO层上旋涂N-己基吡啶双（三氟甲烷磺酰）亚胺盐薄膜层，厚度为1 nm；
在N-己基吡啶双（三氟甲烷磺酰）亚胺盐薄膜层上旋涂CsPbBr3发光层；
在CsPbBr3发光层上旋涂空穴注入层CBP；
在CBP上蒸镀MoO3/Au，得到离子液体作为电荷注入层的钙钛矿发光二极管。

Claims (7)

1.一种离子液体作为电荷注入层的钙钛矿发光二极管，其特征在于，包括自下而上分别为衬底以及依次层叠设置的透明导电电极、金属氧化物电子传输层、离子液体层、钙钛矿发光层、空穴层和顶电极；
所述的离子液体作为电荷注入层的钙钛矿发光二极管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、在衬底上依次形成透明导电电极和金属氧化物电子传输层；
（2）、在所述金属氧化物电子传输层上沉积离子液体层；
（3）、在所述离子液体层上依次形成钙钛矿发光层、空穴层和顶电极，即得到离子液体作为电荷注入层的钙钛矿发光二极管。
2.根据权利要求1所述的一种离子液体作为电荷注入层的钙钛矿发光二极管，其特征在于：所述的衬底为玻璃、石英、柔性PET、柔性PEN中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种离子液体作为电荷注入层的钙钛矿发光二极管，其特征在于：所述的透明导电电极为铟掺杂氧化锡、氟掺杂氧化锡、铝掺杂氧化锌中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种离子液体作为电荷注入层的钙钛矿发光二极管，其特征在于：所述的金属氧化物电子传输层为氧化锌、氧化钛、氧化锡中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种离子液体作为电荷注入层的钙钛矿发光二极管，其特征在于：所述离子液体由有机阳离子和无机阴离子组成，离子液体层的厚度在0.5-10 nm；所述有机阳离子包括烷基季铵离子、咪唑鎓、烷基咪唑鎓、吡咯鎓、烷基吡咯鎓、吡啶鎓、烷基吡啶鎓、咔唑鎓、吲哚鎓、哌啶鎓、吡唑鎓、鏻、鋶中的至少一种；所述无机阴离子包括卤离子、硝酸根、酰亚胺、硫酸根、高氯酸根、四氟硼酸根、六氟磷酸根、磺酸根、羧酸根中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种离子液体作为电荷注入层的钙钛矿发光二极管，其特征在于：所述的钙钛矿发光层的化学结构通式为ABX3，其中A为有机铵、Cs+中的至少一种，B为第四主族金属中的至少一种，X为卤族元素中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种离子液体作为电荷注入层的钙钛矿发光二极管，其特征在于：所述的空穴层为氧化钼、氧化镍、4,4'-二(9-咔唑)联苯、聚(9,9-二正辛基芴基-2,7-二基) 、4,4’-环己基二[N,N-二(4-甲基苯基)苯胺]、4,4’,4”-三(咔唑-9-基)三苯胺、9,9’-(1,3-苯基)二9H-咔唑中的至少一种。
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