CN110518153A - 钙钛矿-有机发光层的制备方法及有机发光二极管 - Google Patents

钙钛矿-有机发光层的制备方法及有机发光二极管 Download PDF

Info

Publication number
CN110518153A
CN110518153A CN201910748910.0A CN201910748910A CN110518153A CN 110518153 A CN110518153 A CN 110518153A CN 201910748910 A CN201910748910 A CN 201910748910A CN 110518153 A CN110518153 A CN 110518153A
Authority
CN
China
Prior art keywords
organic
perovskite
layer
luminous
apbx
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910748910.0A
Other languages
English (en)
Inventor
宋丹丹
徐征
赵谡玲
乔泊
张欣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Jiaotong University
Original Assignee
Beijing Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Jiaotong University filed Critical Beijing Jiaotong University
Priority to CN201910748910.0A priority Critical patent/CN110518153A/zh
Publication of CN110518153A publication Critical patent/CN110518153A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10—Deposition of organic active material
    • H10K71/12—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/10—Organic polymers or oligomers
    • H10K85/111—Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
    • H10K85/113—Heteroaromatic compounds comprising sulfur or selene, e.g. polythiophene
    • H10K85/1135—Polyethylene dioxythiophene [PEDOT]; Derivatives thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/10—Organic polymers or oligomers
    • H10K85/141—Organic polymers or oligomers comprising aliphatic or olefinic chains, e.g. poly N-vinylcarbazol, PVC or PTFE
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

本发明提供了一种钙钛矿‑有机发光层的制备方法及有机发光二极管，包括：将PbX2和AX以摩尔比为0.95‑1.05混合后加入至有机极性溶剂中得到浓度为0.1‑1.2mol/l的溶液，手套箱中搅拌6‑24h，得到APbX3钙钛矿前驱体溶液；将磷光或热活化延迟荧光有机发光材料溶解在不溶APbX3钙钛矿的有机极性溶剂中，手套箱中搅拌6‑24h，得到浓度为1.95‑15.5mg/ml的有机发光材料溶液；将APbX3钙钛矿前驱体溶液在阳极修饰层上以2000‑6000rpm旋涂100s，在20‑40s时滴加100‑400μl有机发光材料溶液，热处理后得到钙钛矿‑有机发光层。本方法制备简单成本低廉。

Description

钙钛矿-有机发光层的制备方法及有机发光二极管
技术领域
本发明涉及光电材料及器件技术领域，尤其涉及一种钙钛矿-有机发光层的制备方法及有机发光二极管。
背景技术
有机发光材料是一类性能优异的发光材料，被广泛应用在有机发光二极管(OLED，Organic Light-Emitting Diode)中，在照明与显示领域具有重要的应用前景。高效率有机发光材料，如磷光材料，需要掺杂在主体材料中，以促进发光层中载流子的平衡传输并减少发光分子间的激子猝灭。但有机发光材料的载流子迁移率一般比较低，并且具有双极传输特性的有机材料比较少，导致主体材料的选择比较受限。
金属卤素钙钛矿材料，具有钙钛矿晶体结构构型，这种钙钛矿材料具有双极传输、高载流子迁移率、高量子产率等特点，并且材料带隙可以通过卤素元素进行调节，是一种极具潜力的光电材料。因此，目前已被应用在发光二极管领域。但是，钙钛矿材料在高激发密度下复合比较严重，导致二极管在高电压、高亮度下的效率比较低尤其。
发明内容
本发明提供了一种钙钛矿-有机发光层的制备方法及有机发光二极管，以通过溶液法制备成膜，解决现有技术中的缺陷。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。
本发明提供了一种钙钛矿-有机发光层的制备方法，包括以下步骤：
将PbX2和AX以摩尔比为0.95-1.05的比例混合后加入至有机极性溶剂中得到浓度范围为0.1-1.2mol/l的溶液，在手套箱中搅拌6-24h，得到APbX3钙钛矿前驱体溶液，其中，A为甲氨基、甲脒基或铯中的一种或几种的混合，X为Cl或/和Br；
将磷光有机发光材料或热活化延迟荧光有机发光材料溶解在不溶APbX3钙钛矿的有机极性溶剂中，在手套箱中搅拌6-24h，得到浓度为1.95-15.5mg/ml的有机发光材料溶液；
将所述的APbX3钙钛矿前驱体溶液在阳极修饰层上以2000-6000rpm旋涂100s，在20-40s时滴加100-400μl所述有机发光材料溶液，40-80℃热处理3-20min得到钙钛矿-有机发光层。
优选地，PbX2为PbBr2，AX为MABr，APbX3为MAPbBr3，磷光有机发光材料为Ir(piq)2acac，Ir(piq)2acac占MAPbBr3的质量比例为4％-20％。
优选地，不溶APbX3钙钛矿的有机极性溶剂为氯苯、甲苯、乙腈或乙醚中的一种或几种。
本发明的另一方面还提供了一种包含上述钙钛矿-有机发光层的有机发光二极管，其特征在于，从下到上依次包括：衬底、透明导电电极层、阳极修饰层、发光层、电子传输层、阴极修饰层和阴极层；
所述的发光层中的钙钛矿材料作为主体材料，进行载流子传输，有机发光材料作为客体材料，进行发光；
所述发光层的厚度为50-400nm。
优选地，有机发光材料采用磷光有机发光材料或TADF有机发光材料。
优选地，阳极修饰层采用PEDOT:PSS或三氧化钼，所述的PEDOT:PSS厚度为10-60nm，所述的三氧化钼厚度为3-10nm。
优选地，电子传输层采用有机电子传输材料，为红菲咯啉或1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯。
优选地，阴极修饰层采用氟化锂、碳酸铯或氟化镁，所述的阴极修饰层的厚度为0.5-1.5nm。
由上述本发明的钙钛矿-有机发光层的制备方法及有机发光二极管提供的技术方案可以看出，本发明突破了现有技术中的缺陷，实现了溶液法制备的钙钛矿/有机复合发光层，这种方法制备简单、成本较低，并且二极管采用该方法制备的钙钛矿材料为主体材料、有机发光材料为发光材料的发光层，利用了钙钛矿和有机发光材料各自的优势，所获得的二极管具有高效率和高亮度潜力，适用于多种应用场合。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例。
图1为本实施例的有机发光二极管结构示意图；
图2为Ir(piq)2acac掺杂浓度为10wt.％的EL光谱图；
图3为本实施例的发光二极管得到的器件的电流-电压-亮度曲线图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明。
实施例
本实施例提供了一种钙钛矿-有机发光层的制备方法，包括以下步骤：
S1将PbX2和AX以摩尔比为0.95-1.05的比例混合后加入至有机极性溶剂中得到浓度范围为0.1mol/l-1.2mol/l的溶液，在手套箱中搅拌6-24h，得到APbX3钙钛矿前驱体溶液，其中，A为甲氨基、甲脒基或铯中的一种或几种的混合，X为Cl或/和Br；
S2将磷光有机发光材料或热活化延迟荧光有机发光材料0.78-3.1mg溶解在100-400μl氯苯溶液中，在手套箱中搅拌6-24h，得到浓度为1.95mg/ml-15.5mg/ml的有机发光材料氯苯溶液；
S3将所述的APbX3钙钛矿前驱体溶液在阳极修饰层上以2000-6000rpm旋涂100s，在20-40s时滴加100-400μl所述有机发光材料氯苯溶液，40-80℃热处理3-20min得到钙钛矿-有机发光层。
发光层中的PbX2为PbBr2，AX为MABr，钙钛矿APbX3为MAPbBr3，磷光有机发光材料为Ir(piq)2acac，Ir(piq)2acac占Ir(piq)2acac和MAPbBr3总量的质量的百分数为4％-20％，其中，本实施例中具体包括4％、7％、10％、13％、16％，发光层的厚度为110nm。有机溶剂为DMSO和/或DMF。
具体的步骤为：
将146.8mg PbBr2和47.1mg MABr(二者摩尔比为1:1.05)溶解在700μl的DMSO和300μl的DMF形成的混合溶剂中，获得的钙钛矿前驱体浓度为193.9mg/ml,而后在手套箱中搅拌12小时，形成MAPbBr3钙钛矿前驱体溶液；不同质量分别为0.78mg、1.36mg、1.94mg、2.52mg、3.1mg的Ir(piq)2acac溶解在300μl氯苯溶液中，在手套箱中搅拌12h，形成不同的浓度分别为2.6mg/ml、4.53mg/ml、6.47mg/ml、8.4mg/ml、10.3mg/ml的Ir(piq)2acac溶液；将MAPbBr3钙钛矿前驱体溶液在PEDOT:PSS层上以3000rpm旋涂60s，在第34s时滴加300μl的Ir(piq)2acac氯苯溶液；而后60℃热处理5min，获得MAPbBr3：Ir(piq)2acac的发光层薄膜。
图1为本实施例的有机发光二极管结构示意图，该有机发光二极管是采用上述钙钛矿-有机发光层的有机发光二极管，从下到上依次包括：衬底、透明导电电极层、阳极修饰层、发光层、电子传输层、阴极修饰层和阴极层。
发光层中的钙钛矿材料作为主体材料，进行载流子传输，有机发光材料作为客体材料，进行发光；发光层的厚度为50-400nm。
衬底采用玻璃基底，所述的透明导电电极层采用氧化铟锡(ITO，IndiumTinOxide)，ITO厚度为25nm；超声清洗后，采用氧等离子体处理3分钟。
阳极修饰层采用PEDOT:PSS，厚度为40nm，采用旋涂方法制备，在ITO薄膜上将PEDOT:PSS水溶液以4500rpm旋涂40s，而后150℃处理15min。
电子传输层采用有机电子传输材料1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(1,3,5-Tris(1-phenyl-1H-benzimidazol-2-yl)benzene,TPBi)，厚度为40nm；采用热蒸发制备在MAPbBr3：Ir(piq)2acac的发光层薄膜上，蒸发速率为0.3nm/s。
阴极修饰层采用氟化锂，厚度为1.0nm；采用热蒸发制备电子传输层TPBi上，蒸发速率为0.1nm/s。
阴极层采用铝，厚度为120nm；采用热蒸发制备在阴极修饰层氟化锂上，蒸发速率为0.3nm/s。
通过本实施例的有机发光二极管获得的器件电致发光(EL)均为Ir(piq)2acac的红色发光，并且随着驱动电压的变化发光颜色保持稳定。Ir(piq)2acac掺杂浓度为10wt％情况下的EL光谱如图2所示，峰值波长为635nm,在不同的驱动电压下发光峰的位置保持不变，证明了在发光层中钙钛矿作为主体材料和有机发光材料进行发光的作用。
获得的器件的电流-电压-亮度曲线如图3所示，随着掺杂浓度的提高，器件的启亮电压不断降低，最低启亮电压为4.5V，实现的最大亮度为251cd/m2。在本实施例中Ir(piq)2acac最佳掺杂浓度为10-13wt％。
本领域技术人员应能理解上述发光二极管各个层的应用类型仅为举例，其他现有的或今后可能出现的应用类型如可适用于本发明实施例，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种钙钛矿-有机发光层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将PbX2和AX以摩尔比为0.95-1.05的比例混合后加入至有机极性溶剂中得到浓度范围为0.1-1.2mol/l的溶液，在手套箱中搅拌6-24h，得到APbX3钙钛矿前驱体溶液，其中，A为甲氨基、甲脒基或铯中的一种或几种的混合，X为Cl或/和Br；
将磷光有机发光材料或热活化延迟荧光有机发光材料溶解在不溶APbX3钙钛矿的有机极性溶剂中，在手套箱中搅拌6-24h，得到浓度为1.95-15.5mg/ml的有机发光材料溶液；
将所述的APbX3钙钛矿前驱体溶液在阳极修饰层上以2000-6000rpm旋涂100s，在20-40s时滴加100-400μl所述有机发光材料溶液，40-80℃热处理3-20min得到钙钛矿-有机发光层。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的PbX2为PbBr2，AX为MABr，APbX3为MAPbBr3，磷光有机发光材料为Ir(piq)2acac，Ir(piq)2acac占MAPbBr3的质量比例为4％-20％。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的不溶APbX3钙钛矿的有机极性溶剂为氯苯、甲苯、乙腈或乙醚中的一种或几种。
4.一种包含所述权利要求1-3任一项的钙钛矿-有机发光层的有机发光二极管，其特征在于，从下到上依次包括：衬底、透明导电电极层、阳极修饰层、发光层、电子传输层、阴极修饰层和阴极层；
所述的发光层中的钙钛矿材料作为主体材料，进行载流子传输，有机发光材料作为客体材料，进行发光；
所述发光层的厚度为50-400nm。
5.根据权利要求4所述的有机发光二极管，其特征在于，所述的有机发光材料采用磷光有机发光材料或TADF有机发光材料。
6.根据权利要求4所述的有机发光二极管，其特征在于，所述的阳极修饰层采用PEDOT:PSS或三氧化钼，所述的PEDOT:PSS厚度为10-60nm，所述的三氧化钼厚度为3-10nm。
7.根据权利要求4所述的有机发光二极管，其特征在于，所述的电子传输层采用有机电子传输材料，为红菲咯啉或1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯。
8.根据权利要求4所述的有机发光二极管，其特征在于，所述的阴极修饰层采用氟化锂、碳酸铯或氟化镁，所述的阴极修饰层的厚度为0.5-1.5nm。
CN201910748910.0A 2019-08-14 2019-08-14 钙钛矿-有机发光层的制备方法及有机发光二极管 Pending CN110518153A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910748910.0A CN110518153A (zh) 2019-08-14 2019-08-14 钙钛矿-有机发光层的制备方法及有机发光二极管

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910748910.0A CN110518153A (zh) 2019-08-14 2019-08-14 钙钛矿-有机发光层的制备方法及有机发光二极管

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110518153A true CN110518153A (zh) 2019-11-29

Family

ID=68625949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910748910.0A Pending CN110518153A (zh) 2019-08-14 2019-08-14 钙钛矿-有机发光层的制备方法及有机发光二极管

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110518153A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111725409A (zh) * 2020-06-04 2020-09-29 Tcl华星光电技术有限公司 白光发光二极管器件及其制作方法
WO2022214038A1 (zh) * 2021-04-07 2022-10-13 浙江光昊光电科技有限公司 一种混合物及其在光电领域的应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104861958A (zh) * 2015-05-14 2015-08-26 北京理工大学 一种钙钛矿/聚合物复合发光材料及其制备方法
CN106784392A (zh) * 2016-12-19 2017-05-31 Tcl集团股份有限公司 一种复合量子点发光二极管器件及其制备方法
CN107154462A (zh) * 2017-05-08 2017-09-12 武汉华星光电技术有限公司 一种oled器件及oled器件的制作方法
CN108493343A (zh) * 2018-04-04 2018-09-04 清华大学 一种钙钛矿薄膜及其制备方法以及该薄膜在光电器件中的应用
CN109638170A (zh) * 2018-11-07 2019-04-16 北京绿人科技有限责任公司 一种有机电致光电元件

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104861958A (zh) * 2015-05-14 2015-08-26 北京理工大学 一种钙钛矿/聚合物复合发光材料及其制备方法
CN106784392A (zh) * 2016-12-19 2017-05-31 Tcl集团股份有限公司 一种复合量子点发光二极管器件及其制备方法
CN107154462A (zh) * 2017-05-08 2017-09-12 武汉华星光电技术有限公司 一种oled器件及oled器件的制作方法
CN108493343A (zh) * 2018-04-04 2018-09-04 清华大学 一种钙钛矿薄膜及其制备方法以及该薄膜在光电器件中的应用
CN109638170A (zh) * 2018-11-07 2019-04-16 北京绿人科技有限责任公司 一种有机电致光电元件

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111725409A (zh) * 2020-06-04 2020-09-29 Tcl华星光电技术有限公司 白光发光二极管器件及其制作方法
WO2022214038A1 (zh) * 2021-04-07 2022-10-13 浙江光昊光电科技有限公司 一种混合物及其在光电领域的应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10629771B2 (en) Perovskite light-emitting diode and fabricating method thereof
US8698392B2 (en) Organic electroluminescent element
TWI452929B (zh) 包含金屬摻雜鉬氧化物層的有機電致發光元件及其製造方法
US6534202B2 (en) Organic electroluminescent device and process for producing the same
CN105706262B (zh) 有机电致发光元件和有机电致发光显示面板
Shen et al. Highly efficient, all-solution-processed, flexible white quantum dot light-emitting diodes
JP2008053556A (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子
CN101983538A (zh) 有机电致发光元件及其制造方法
KR20130095620A (ko) 유기 일렉트로 루미네선스 소자
CN110518153A (zh) 钙钛矿-有机发光层的制备方法及有机发光二极管
CN101800290A (zh) 采用金属氧化物掺杂作为空穴注入结构的有机发光二极管
JP2002237381A (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子
CN111740020B (zh) 一种高效长寿命的蓝光器件
JP5330429B2 (ja) 有機電界発光素子、表示装置および照明装置
WO2018120327A1 (zh) 有机发光器件及有机发光显示器
CN109768178B (zh) 有机电致发光器件、显示基板、显示装置
KR101936035B1 (ko) 유기전계발광소자
JP5155136B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法
JPH10204426A (ja) 有機薄膜発光素子
Kin et al. Optical and electroluminescent properties of samarium complex-based organic light-emitting diodes
JP2010114312A (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP3972584B2 (ja) 有機電界発光素子及びその製造方法
CN106981578B (zh) 一种倒置结构有机发光二极管及其制备方法
JP2016159585A (ja) フレキシブル基板、それを用いた有機ｅｌ素子及び有機ｅｌ照明装置
TWI569492B (zh) 有機發光元件

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20191129