CN109950412A - 一种基于紫外共混蒸镀工艺钙钛矿发光二极管及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于紫外共混蒸镀工艺钙钛矿发光二极管及制备方法，包括以下步骤：对衬底清洗干燥处理后设置阳极层；然后用UV预处理，并传送至手套箱内进行空穴传输层制备；再移入真空镀膜室中，共混蒸镀钙钛矿材料和紫外固化剂溶液，过程中一直使用紫外光照射，制备交联钙钛矿薄膜形成的发光层；再在发光层上蒸镀制得电子传输层和阴极层，制得有机电致发光器件；最后进行封装。采用紫外共混蒸镀工艺制备钙钛矿发光层，制得的钙钛矿薄膜致密连续，粗糙度低，结晶性好，抗水氧腐蚀性强，同时通过控制钙钛矿材料和紫外固化剂的蒸发速率比调控发光亮度，增强制备过程可控性。
Description
技术领域
本发明涉及电致发光器件技术领域，具体为一种基于紫外共混蒸镀工艺钙钛矿发光二极管及制备方法。
背景技术
有机-无机杂化钙钛矿材料可以用化学式MAPbX3来表示，其中X为Br，I，和Cl，这类材料具有高载流子迁移率，高荧光量子产率，可调节带宽等优异特性，可被广泛应用于太阳能电池、光探测器和发光二极管等光电器件。其中，基于钙钛矿材料的发光二极管具有发光纯度高，发射效率高和激发能量低等特点，引起了学术界的广泛关注，从2014年 Friend教授课题组首次在室温下制备钙钛矿发光二极管以来(Nat.Nanotech.9(2014)687)，其亮度已经从最初的364cd/m2提升到66353cd/m2(Adv.Mater.30(2018)1800251),因而有可能成为替代无机量子点和传统的有机发光材料的新型发光材料，在未来的照明和显示领域有巨大潜力。
目前，现有常规工艺制备的钙钛矿薄膜成膜质量差，晶体缺陷多，漏电流大，导致器件亮度弱，效率低，且钙钛矿薄膜抗水氧腐蚀能力差，器件在大气环境下无法长时间工作，稳定性差等缺点，且现有制备工艺较复杂，耗时耗力，重复率低，较低了生产效率，限制了钙钛矿发光二极管的进一步工业化发展。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述现有常规工艺制备的钙钛矿薄膜成膜质量差，晶体缺陷多，漏电流大，导致器件亮度弱，效率低，且钙钛矿薄膜抗水氧腐蚀能力差，器件在大气环境下无法长时间工作，稳定性差等缺点，且现有制备工艺较复杂，耗时耗力，重复率低，较低了生产效率，限制了钙钛矿发光二极管的进一步工业化发展的问题，本发明提供一种基于紫外共混蒸镀工艺钙钛矿发光二极管及制备方法。
一种基于紫外共混蒸镀工艺钙钛矿发光二极管的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：对衬底清洗后用氮气进行干燥处理；
步骤2：在清洗干燥后的衬底上设置阳极层并进行清洗干燥；
步骤3：将清洗干燥后的设置有阳极层的衬底用UV预处理，并传送至手套箱内进行空穴传输层制备，得到基片；
步骤4：将基片移入真空镀膜室中，共混蒸镀钙钛矿材料和紫外固化剂溶液，过程中一直使用365nm紫外光照射，激发交联反应，在基片上制备交联钙钛矿薄膜形成的发光层；
步骤5：在发光层上蒸镀电子传输材料制得电子传输层，再在电子传输层上蒸镀金属或金属氧化物制得阴极层，制得有机电致发光器件；
步骤6：将制得的有机电致发光器件传送至手套箱内进行封装，氛围为99.9％惰性氮气环境；
步骤7：测试有机电致发光器件的电流-电压-亮度特性曲线以及在有机电致发光器件不同电压下的电致发光光谱特性。
进一步的，所述步骤1依次采用乙醇溶液、丙酮溶液和去离子水对衬底进行超声清洗。
进一步的，所述步骤3中清洗干燥后的设置有阳极层的衬底用UV预处理15min。
进一步的，所述步骤4中真空镀膜室的真空度为10-4Pa，紫外固化剂是3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐或4,4-双(二甲氨基)二苯甲酮，使用365nm紫外光照射。
进一步的，所述步骤4中钙钛矿材料与3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐的蒸发速率比为 0.4～0.8:0.2～0.6，钙钛矿材料与4,4-双(二甲氨基)二苯甲酮的蒸发速率比为0.4～0.8:0.2～0.6。
一种基于紫外共混蒸镀工艺钙钛矿发光二极管,包括从下至上依次设置的衬底、阳极层、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极层。
进一步的，所述发光层采用有机和无机杂化ABX3型立方晶系结构钙钛矿发光材料，A 为有机胺基团，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。
进一步的，所述阳极层包含具有导电性以输送空穴到空穴传输的电极，为功函数较高的材料，是无机金属氧化物、有机导电聚合物或高功函数金属材料，所述阳极层还包括缓冲层，所述缓冲层是无机化合物或具有低HOMO的有机化合物，所述阴极层包含具有导电性以输送电子到电子传输层的电极，为功函数较低的材料，是金属氧化物薄膜或金属薄膜。
进一步的，所述空穴传输层材料是芳香族二胺类化合物、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、螺形结构化合物和聚合物材料中的一种或多种的组合，所述电子传输层材料是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、咪唑类电子传输材料和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。
进一步的，所述阳极层的厚度为10～200nm，空穴传输层厚度为20～80nm，发光层厚度为20～80nm，电子层厚度为20～80nm，阴极层厚度为100～200nm。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.本发明中通过改变钙钛矿发光二极管器件发光层的制备工艺，采用紫外共混蒸镀工艺制备钙钛矿发光层，共混蒸镀过程中，在365nm波长紫外光照射下，钙钛矿材料产生交联反应，在基板上形成交联钙钛矿薄膜，采用此工艺制备的钙钛矿薄膜致密连续，粗糙度低，结晶性好，抗水氧腐蚀性强，同时通过控制钙钛矿材料和紫外固化剂的蒸发速率比调控发光亮度，增强制备过程可控性。
2.本发明通过使用ABX3型结构的钙钛矿作为二极管器件的发光层，实现高亮度、高效率、高稳定性的钙钛矿发光二极管。
附图说明
图1是本发明基于紫外共混蒸镀工艺钙钛矿发光二极管的示意图；
图2是本发明基于紫外共混蒸镀工艺钙钛矿发光二极管的制备方法示意图。
图中标记为：1-衬底，2-阳极层，3-空穴传输层，4-发光层，5-电子传输层，6-阴极层， 7-外加电源。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
一种基于紫外共混蒸镀工艺钙钛矿发光二极管的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：对衬底1清洗后用氮气进行干燥处理；
步骤2：在清洗干燥后的衬底1上设置阳极层2并进行清洗干燥；
步骤3：将清洗干燥后的设置有阳极层2的衬底1用UV预处理，并传送至手套箱内进行空穴传输层3制备，得到基片；
步骤4：将基片移入真空镀膜室中，共混蒸镀钙钛矿材料和紫外固化剂溶液，过程中一直使用365nm紫外光照射，激发交联反应，在基片上制备交联钙钛矿薄膜形成的发光层4；
步骤5：在发光层4上蒸镀电子传输材料制得电子传输层5，再在电子传输层5上蒸镀金属或金属氧化物制得阴极层6，制得有机电致发光器件；
步骤6：将制得的有机电致发光器件传送至手套箱内进行封装，氛围为99.9％惰性氮气环境；
步骤7：测试有机电致发光器件的电流-电压-亮度特性曲线以及在有机电致发光器件不同电压下的电致发光光谱特性。
进一步的，所述步骤1依次采用乙醇溶液、丙酮溶液和去离子水对衬底1进行超声清洗。
进一步的，所述步骤3中清洗干燥后的设置有阳极层2的衬底1用UV预处理15min。
进一步的，所述步骤4中真空镀膜室的真空度为10-4Pa，紫外固化剂是3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐或4,4-双(二甲氨基)二苯甲酮，使用365nm紫外光照射。
进一步的，所述步骤4中钙钛矿材料与3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐的蒸发速率比为 0.4～0.8:0.2～0.6，钙钛矿材料与4,4-双(二甲氨基)二苯甲酮的蒸发速率比为0.4～0.8:0.2～0.6。
一种基于紫外共混蒸镀工艺钙钛矿发光二极管,包括从下至上依次设置的衬底1、阳极层2、空穴传输层3、发光层4、电子传输层5和阴极层6。
进一步的，所述发光层4采用有机和无机杂化ABX3型立方晶系结构钙钛矿发光材料， A为有机胺基团，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。
进一步的，所述阳极层2包含具有导电性以输送空穴到空穴传输的电极，为功函数较高的材料，是无机金属氧化物、有机导电聚合物或高功函数金属材料，所述阳极层2还包括缓冲层，所述缓冲层是无机化合物或具有低HOMO的有机化合物，所述阴极层6包含具有导电性以输送电子到电子传输层5的电极，为功函数较低的材料，是金属氧化物薄膜或金属薄膜。
进一步的，所述空穴传输层3材料是芳香族二胺类化合物、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、螺形结构化合物和聚合物材料中的一种或多种的组合，所述电子传输层5材料是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、咪唑类电子传输材料和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。
进一步的，所述阳极层2的厚度为10～200nm，空穴传输层3厚度为20～80nm，发光层 4厚度为20～80nm，电子层厚度为20～80nm，阴极层6厚度为100～200nm。
实施例1
一种基于紫外共混蒸镀工艺钙钛矿发光二极管的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：对衬底1清洗后用氮气进行干燥处理；
步骤2：在清洗干燥后的衬底1上设置阳极层2并进行清洗干燥；
步骤3：将清洗干燥后的设置有阳极层2的衬底1用UV预处理，并传送至手套箱内进行空穴传输层3制备，得到基片；
步骤4：将基片移入真空镀膜室中，共混蒸镀钙钛矿材料和紫外固化剂溶液，过程中一直使用365nm紫外光照射，激发交联反应，在基片上制备交联钙钛矿薄膜形成的发光层4；
步骤5：在发光层4上蒸镀电子传输材料制得电子传输层5，再在电子传输层5上蒸镀金属或金属氧化物制得阴极层6，制得有机电致发光器件；
步骤6：将制得的有机电致发光器件传送至手套箱内进行封装，氛围为99.9％惰性氮气环境；
步骤7：测试有机电致发光器件的电流-电压-亮度特性曲线以及在有机电致发光器件不同电压下的电致发光光谱特性。
进一步的，所述步骤1依次采用乙醇溶液、丙酮溶液和去离子水对衬底1进行超声清洗。
进一步的，所述步骤3中清洗干燥后的设置有阳极层2的衬底1用UV预处理15min。
进一步的，所述步骤4中真空镀膜室的真空度为10-4Pa，紫外固化剂是3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐。
进一步的，所述步骤4中钙钛矿材料与3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐的蒸发速率比为 0.8:0.2。
一种基于紫外共混蒸镀工艺钙钛矿发光二极管,包括从下至上依次设置的衬底1、阳极层2、空穴传输层3、发光层4、电子传输层5和阴极层6。
进一步的，所述发光层4钙钛矿发光材料是CH3NH3PbBr3。
进一步的，所述阳极层2材料是氧化铟锡(ITO)，ITO膜的方块电阻为10Ω/sq。所述阴极层6材料是银(Ag)。
进一步的，所述空穴传输层3材料是PEDOT：PSS。所述电子传输层5材料是1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBi)。
整个器件结构表述为：
器件结构为ITO/PEDOT:PSS(40nm)/MAPbBr3：Benzophenone-3,3′,4,4′-tetracarboxylic dianhydride(70nm)/TPBi(40nm)/Ag(100nm)。
实施例1制作的为器件A。
实施例2
一种基于紫外共混蒸镀工艺钙钛矿发光二极管的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：对衬底1清洗后用氮气进行干燥处理；
步骤2：在清洗干燥后的衬底1上设置阳极层2并进行清洗干燥；
步骤3：将清洗干燥后的设置有阳极层2的衬底1用UV预处理，并传送至手套箱内进行空穴传输层3制备，得到基片；
步骤4：将基片移入真空镀膜室中，共混蒸镀钙钛矿材料和紫外固化剂溶液，过程中一直使用365nm紫外光照射，激发交联反应，在基片上制备交联钙钛矿薄膜形成的发光层4；
步骤5：在发光层4上蒸镀电子传输材料制得电子传输层5，再在电子传输层5上蒸镀金属或金属氧化物制得阴极层6，制得有机电致发光器件；
步骤6：将制得的有机电致发光器件传送至手套箱内进行封装，氛围为99.9％惰性氮气环境；
步骤7：测试有机电致发光器件的电流-电压-亮度特性曲线以及在有机电致发光器件不同电压下的电致发光光谱特性。
进一步的，所述步骤1依次采用乙醇溶液、丙酮溶液和去离子水对衬底1进行超声清洗。
进一步的，所述步骤3中清洗干燥后的设置有阳极层2的衬底1用UV预处理15min。
进一步的，所述步骤4中真空镀膜室的真空度为10-4Pa，紫外固化剂是3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐。
进一步的，所述步骤4中钙钛矿材料与3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐的蒸发速率比为 0.6:0.4。
一种基于紫外共混蒸镀工艺钙钛矿发光二极管,包括从下至上依次设置的衬底1、阳极层2、空穴传输层3、发光层4、电子传输层5和阴极层6。
进一步的，所述发光层4钙钛矿发光材料是CH3NH3PbBr3。
进一步的，所述阳极层2材料是氧化铟锡(ITO)，ITO膜的方块电阻为10Ω/sq。所述阴极层6材料是银(Ag)。
进一步的，所述空穴传输层3材料是PEDOT：PSS。所述电子传输层5材料是1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBi)。
整个器件结构表述为：
器件结构为ITO/PEDOT:PSS(40nm)/MAPbBr3：Benzophenone-3,3′,4,4′-tetracarboxylic dianhydride(70nm)/TPBi(40nm)/Ag(100nm)。
实施例2制作的为器件B。
实施例3
一种基于紫外共混蒸镀工艺钙钛矿发光二极管的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：对衬底1清洗后用氮气进行干燥处理；
步骤2：在清洗干燥后的衬底1上设置阳极层2并进行清洗干燥；
步骤3：将清洗干燥后的设置有阳极层2的衬底1用UV预处理，并传送至手套箱内进行空穴传输层3制备，得到基片；
步骤4：将基片移入真空镀膜室中，共混蒸镀钙钛矿材料和紫外固化剂溶液，过程中一直使用365nm紫外光照射，激发交联反应，在基片上制备交联钙钛矿薄膜形成的发光层4；
步骤5：在发光层4上蒸镀电子传输材料制得电子传输层5，再在电子传输层5上蒸镀金属或金属氧化物制得阴极层6，制得有机电致发光器件；
步骤6：将制得的有机电致发光器件传送至手套箱内进行封装，氛围为99.9％惰性氮气环境；
步骤7：测试有机电致发光器件的电流-电压-亮度特性曲线以及在有机电致发光器件不同电压下的电致发光光谱特性。
进一步的，所述步骤1依次采用乙醇溶液、丙酮溶液和去离子水对衬底1进行超声清洗。
进一步的，所述步骤3中清洗干燥后的设置有阳极层2的衬底1用UV预处理15min。
进一步的，所述步骤4中真空镀膜室的真空度为10-4Pa，紫外固化剂是3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐。
进一步的，所述步骤4中钙钛矿材料与3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐的蒸发速率比为 0.4:0.6。
一种基于紫外共混蒸镀工艺钙钛矿发光二极管,包括从下至上依次设置的衬底1、阳极层2、空穴传输层3、发光层4、电子传输层5和阴极层6。
进一步的，所述发光层4钙钛矿发光材料是CH3NH3PbBr3。
进一步的，所述阳极层2材料是氧化铟锡(ITO)，ITO膜的方块电阻为10Ω/sq。所述阴极层6材料是银(Ag)。
进一步的，所述空穴传输层3材料是PEDOT：PSS。所述电子传输层5材料是1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBi)。
整个器件结构表述为：
器件结构为ITO/PEDOT:PSS(40nm)/MAPbBr3：Benzophenone-3,3′,4,4′-tetracarboxylic dianhydride(70nm)/TPBi(40nm)/Ag(100nm)。
实施例3制作的为器件C。
实施例4
一种基于紫外共混蒸镀工艺钙钛矿发光二极管的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：对衬底1清洗后用氮气进行干燥处理；
步骤2：在清洗干燥后的衬底1上设置阳极层2并进行清洗干燥；
步骤3：将清洗干燥后的设置有阳极层2的衬底1用UV预处理，并传送至手套箱内进行空穴传输层3制备，得到基片；
步骤4：将基片移入真空镀膜室中，共混蒸镀钙钛矿材料和紫外固化剂溶液，过程中一直使用365nm紫外光照射，激发交联反应，在基片上制备交联钙钛矿薄膜形成的发光层4；
步骤5：在发光层4上蒸镀电子传输材料制得电子传输层5，再在电子传输层5上蒸镀金属或金属氧化物制得阴极层6，制得有机电致发光器件；
步骤6：将制得的有机电致发光器件传送至手套箱内进行封装，氛围为99.9％惰性氮气环境；
步骤7：测试有机电致发光器件的电流-电压-亮度特性曲线以及在有机电致发光器件不同电压下的电致发光光谱特性。
进一步的，所述步骤1依次采用乙醇溶液、丙酮溶液和去离子水对衬底1进行超声清洗。
进一步的，所述步骤3中清洗干燥后的设置有阳极层2的衬底1用UV预处理15min。
进一步的，所述步骤4中真空镀膜室的真空度为10-4Pa，紫外固化剂是4,4-双(二甲氨基)二苯甲酮，使用365nm紫外光照射。
进一步的，所述步骤4中钙钛矿材料与4,4-双(二甲氨基)二苯甲酮的蒸发速率比为 0.8:0.2。
一种基于紫外共混蒸镀工艺钙钛矿发光二极管,包括从下至上依次设置的衬底1、阳极层2、空穴传输层3、发光层4、电子传输层5和阴极层6。
进一步的，所述发光层4钙钛矿发光材料是CH3NH3PbBr3。
进一步的，所述阳极层2材料是氧化铟锡(ITO)，ITO膜的方块电阻为10Ω/sq。所述阴极层6材料是银(Ag)。
进一步的，所述空穴传输层3材料是PEDOT：PSS。所述电子传输层5材料是1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBi)。
整个器件结构表述为：
器件结构为ITO/PEDOT:PSS(40nm)/MAPbBr3：Benzophenone-3,3′,4,4′-tetracarboxylic dianhydride(70nm)/TPBi(40nm)/Ag(100nm)。
实施例4制作的为器件D。
实施例5
一种基于紫外共混蒸镀工艺钙钛矿发光二极管的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：对衬底1清洗后用氮气进行干燥处理；
步骤2：在清洗干燥后的衬底1上设置阳极层2并进行清洗干燥；
步骤3：将清洗干燥后的设置有阳极层2的衬底1用UV预处理，并传送至手套箱内进行空穴传输层3制备，得到基片；
步骤4：将基片移入真空镀膜室中，共混蒸镀钙钛矿材料和紫外固化剂溶液，过程中一直使用365nm紫外光照射，激发交联反应，在基片上制备交联钙钛矿薄膜形成的发光层4；
步骤5：在发光层4上蒸镀电子传输材料制得电子传输层5，再在电子传输层5上蒸镀金属或金属氧化物制得阴极层6，制得有机电致发光器件；
步骤6：将制得的有机电致发光器件传送至手套箱内进行封装，氛围为99.9％惰性氮气环境；
步骤7：测试有机电致发光器件的电流-电压-亮度特性曲线以及在有机电致发光器件不同电压下的电致发光光谱特性。
进一步的，所述步骤1依次采用乙醇溶液、丙酮溶液和去离子水对衬底1进行超声清洗。
进一步的，所述步骤3中清洗干燥后的设置有阳极层2的衬底1用UV预处理15min。
进一步的，所述步骤4中真空镀膜室的真空度为10-4Pa，紫外固化剂是4,4-双(二甲氨基)二苯甲酮，使用365nm紫外光照射。
进一步的，所述步骤4中钙钛矿材料与4,4-双(二甲氨基)二苯甲酮的蒸发速率比为 0.6:0.4。
一种基于紫外共混蒸镀工艺钙钛矿发光二极管,包括从下至上依次设置的衬底1、阳极层2、空穴传输层3、发光层4、电子传输层5和阴极层6。
进一步的，所述发光层4钙钛矿发光材料是CH3NH3PbBr3。
进一步的，所述阳极层2材料是氧化铟锡(ITO)，ITO膜的方块电阻为10Ω/sq。所述阴极层6材料是银(Ag)。
进一步的，所述空穴传输层3材料是PEDOT：PSS。所述电子传输层5材料是1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBi)。
整个器件结构表述为：
器件结构为ITO/PEDOT:PSS(40nm)/MAPbBr3：Benzophenone-3,3′,4,4′-tetracarboxylic dianhydride(70nm)/TPBi(40nm)/Ag(100nm)。
实施例5制作的为器件E。
实施例6
一种基于紫外共混蒸镀工艺钙钛矿发光二极管的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：对衬底1清洗后用氮气进行干燥处理；
步骤2：在清洗干燥后的衬底1上设置阳极层2并进行清洗干燥；
步骤3：将清洗干燥后的设置有阳极层2的衬底1用UV预处理，并传送至手套箱内进行空穴传输层3制备，得到基片；
步骤4：将基片移入真空镀膜室中，共混蒸镀钙钛矿材料和紫外固化剂溶液，过程中一直使用365nm紫外光照射，激发交联反应，在基片上制备交联钙钛矿薄膜形成的发光层4；
步骤5：在发光层4上蒸镀电子传输材料制得电子传输层5，再在电子传输层5上蒸镀金属或金属氧化物制得阴极层6，制得有机电致发光器件；
步骤6：将制得的有机电致发光器件传送至手套箱内进行封装，氛围为99.9％惰性氮气环境；
步骤7：测试有机电致发光器件的电流-电压-亮度特性曲线以及在有机电致发光器件不同电压下的电致发光光谱特性。
进一步的，所述步骤1依次采用乙醇溶液、丙酮溶液和去离子水对衬底1进行超声清洗。
进一步的，所述步骤3中清洗干燥后的设置有阳极层2的衬底1用UV预处理15min。
进一步的，所述步骤4中真空镀膜室的真空度为10-4Pa，紫外固化剂是4,4-双(二甲氨基)二苯甲酮，使用365nm紫外光照射。
进一步的，所述步骤4中钙钛矿材料与4,4-双(二甲氨基)二苯甲酮的蒸发速率比为0.4: 0.6。
一种基于紫外共混蒸镀工艺钙钛矿发光二极管,包括从下至上依次设置的衬底1、阳极层2、空穴传输层3、发光层4、电子传输层5和阴极层6。
进一步的，所述发光层4钙钛矿发光材料是CH3NH3PbBr3。
进一步的，所述阳极层2材料是氧化铟锡(ITO)，ITO膜的方块电阻为10Ω/sq。所述阴极层6材料是银(Ag)。
进一步的，所述空穴传输层3材料是PEDOT：PSS。所述电子传输层5材料是1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(TPBi)。
整个器件结构表述为：
器件结构为ITO/PEDOT:PSS(40nm)/MAPbBr3：Benzophenone-3,3′,4,4′-tetracarboxylic dianhydride(70nm)/TPBi(40nm)/Ag(100nm)。
实施例6制作的为器件F。
测试以上实施例所制备的钙钛矿发光二极管A、B、C、D、E和F的电流-电压-亮度特性曲线和电致发光光谱特性的数据如下表所示。
表1钙钛矿发光二极管的电流-电压-亮度特性曲线和电致发光光谱特性数据
| 器件 | 启亮电压(V) | 最大亮度(cd/m<sup>2</sup>) | 最大电流效率(cd/A) | 寿命(hours) |
| A | 4.7 | 6209 | 18.5 | 278 |
| B | 4.6 | 7765 | 25.6 | 298 |
| C | 5.2 | 3570 | 12.6 | 151 |
| D | 6.2 | 9285 | 29.3 | 289 |
| E | 6.5 | 9952 | 34.8 | 301 |
| F | 6.9 | 7154 | 23.9 | 120 |
由表1可知，通过本发明基于紫外共混蒸镀工艺钙钛矿发光二极管的制备方法制备的所述钙钛矿发光二极管，其电气特性受紫外固化剂的种类和钙钛矿材料与紫外固化剂的蒸发速率比的影响。本发明通过采用钙钛矿材料共混紫外固化剂通过蒸镀工艺，并采用紫外光照射，使钙钛矿材料产生交联反应，在基板上形成交联钙钛矿薄膜致密连续，粗糙度低，结晶性好，抗水氧腐蚀性强，同时通过控制钙钛矿材料和紫外固化剂的蒸发速率比调控发光亮度，增强制备过程可控性，制备出高亮度、高效率、高稳定性的钙钛矿发光二极管。
Claims (10)
1.一种基于紫外共混蒸镀工艺钙钛矿发光二极管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：对衬底(1)清洗后用氮气进行干燥处理；
步骤2：在清洗干燥后的衬底(1)上设置阳极层(2)并进行清洗干燥；
步骤3：将清洗干燥后的设置有阳极层(2)的衬底(1)用UV预处理，并传送至手套箱内进行空穴传输层(3)制备，得到基片；
步骤4：将基片移入真空镀膜室中，共混蒸镀钙钛矿材料和紫外固化剂溶液，过程中一直使用365nm紫外光照射，激发交联反应，在基片上制备交联钙钛矿薄膜形成的发光层(4)；
步骤5：在发光层(4)上蒸镀电子传输材料制得电子传输层(5)，再在电子传输层(5)上蒸镀金属或金属氧化物制得阴极层(6)，制得有机电致发光器件；
步骤6：将制得的有机电致发光器件传送至手套箱内进行封装，氛围为99.9％惰性氮气环境；
步骤7：测试有机电致发光器件的电流-电压-亮度特性曲线以及在有机电致发光器件不同电压下的电致发光光谱特性。
2.根据权利要求1所述的一种基于紫外共混蒸镀工艺钙钛矿发光二极管的制备方法，其特征在于，所述步骤1依次采用乙醇溶液、丙酮溶液和去离子水对衬底(1)进行超声清洗。
3.根据权利要求1所述的一种基于紫外共混蒸镀工艺钙钛矿发光二极管的制备方法，其特征在于，所述步骤3中清洗干燥后的设置有阳极层(2)的衬底(1)用UV预处理15min。
4.根据权利要求1所述的一种基于紫外共混蒸镀工艺钙钛矿发光二极管的制备方法，其特征在于，所述步骤4中真空镀膜室的真空度为10-4Pa，紫外固化剂是3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐或4,4-双(二甲氨基)二苯甲酮，使用365nm紫外光照射。
5.根据权利要求1所述的一种基于紫外共混蒸镀工艺钙钛矿发光二极管的制备方法，其特征在于，所述步骤4中钙钛矿材料与3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐的蒸发速率比为0.4～0.8:0.2～0.6，钙钛矿材料与4,4-双(二甲氨基)二苯甲酮的蒸发速率比为0.4～0.8:0.2～0.6。
6.一种基于紫外共混蒸镀工艺钙钛矿发光二极管,其特征在于，包括从下至上依次设置的衬底(1)、阳极层(2)、空穴传输层(3)、发光层(4)、电子传输层(5)和阴极层(6)。
7.根据权利要求6所述的一种基于紫外共混蒸镀工艺钙钛矿发光二极管，其特征在于，所述发光层(4)采用有机和无机杂化ABX3型立方晶系结构钙钛矿发光材料，A为有机胺基团，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。
8.根据权利要求6所述的一种基于紫外共混蒸镀工艺钙钛矿发光二极管，其特征在于，所述阳极层(2)包含具有导电性以输送空穴到空穴传输的电极，为功函数较高的材料，是无机金属氧化物、有机导电聚合物或高功函数金属材料，所述阳极层(2)还包括缓冲层，所述缓冲层是无机化合物或具有低HOMO的有机化合物，所述阴极层(6)包含具有导电性以输送电子到电子传输层(5)的电极，为功函数较低的材料，是金属氧化物薄膜或金属薄膜。
9.根据权利要求6所述的一种基于紫外共混蒸镀工艺钙钛矿发光二极管，其特征在于，所述空穴传输层(3)材料是芳香族二胺类化合物、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、螺形结构化合物和聚合物材料中的一种或多种的组合，所述电子传输层(5)材料是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、咪唑类电子传输材料和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。
10.根据权利要求6所述的一种基于紫外共混蒸镀工艺钙钛矿发光二极管，其特征在于，所述阳极层(2)的厚度为10～200nm，空穴传输层(3)厚度为20～80nm，发光层(4)厚度为20～80nm，电子层厚度为20～80nm，阴极层(6)厚度为100～200nm。
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