CN112313815A - 堆叠式钙钛矿发光装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种发光装置。所述装置包括第一电极、第二电极、至少两个发射单元和至少一个电荷产生层。所述至少两个发射单元和所述至少一个电荷产生层安置在所述第一电极与所述第二电极之间。所述至少两个发射单元中的第一发射单元安置在所述第一电极上方。所述至少一个电荷产生层中的第一电荷产生层安置在所述第一发射单元上方。所述至少两个发射单元中的第二发射单元安置在所述第一电荷产生层上方。所述第二电极安置在所述第二发射单元上方。所述至少两个发射单元中的至少一个发射单元包括钙钛矿发光材料。所述装置包括所述至少两个发射单元中的至少一个另外的发射单元，其中所述至少一个另外的发射单元包括钙钛矿发光材料、有机发光材料或量子点发光材料。

Description

堆叠式钙钛矿发光装置
技术领域
本发明涉及发光装置，并且具体地涉及堆叠式发光装置，所述堆叠式发光装置包括一种或多种钙钛矿发光材料以及两个或更多个发射单元，所述两个或更多个发射单元用于在装置，如显示器、照明面板和包含所述显示器和照明面板的其它装置中应用。
背景技术
钙钛矿材料对于在光电子装置中的应用变得越来越有吸引力。用于制造此类装置的许多钙钛矿材料是地球丰富的并且相对便宜，因此钙钛矿光电子装置具有优于替代性有机和无机装置的成本优势的潜力。另外，如可跨可见光、紫外线和红外线易于调谐的光学带隙等固有特性或钙钛矿材料使其非常适于光电子应用，如钙钛矿发光二极管(PeLED)、钙钛矿太阳能电池和光电检测器、钙钛矿激光器、钙钛矿晶体管、钙钛矿可见光通信(VLC)装置等。包括钙钛矿发光材料的PeLED可以具有优于分别包括有机发光材料和量子点发光材料的常规有机发光二极管(OLED)和量子点发光二极管(QLED)的性能优势。例如，强大的电致发光特性，包含实现具有更宽色域的显示器的无与伦比的高颜色纯度、出色的电荷输送特性和低非辐射率。
PeLED利用在施加电压时发射光的薄钙钛矿膜。PeLED成为用于在如显示器、照明和标牌等应用中使用的越来越有吸引力的技术。概括而言，几种PeLED材料和配置在Adjokatse等人中进行了描述，其通过引用以其整体包含在本文中。
钙钛矿发光材料的一种潜在应用是显示器。全色显示器的行业标准要求将子像素工程化为发射特定颜色，也被称为“饱和”颜色。这些标准要求饱和的红色、绿色和蓝色子像素，其中可以使用现有技术中众所周知的CIE 1931(x,y)色度坐标来测量颜色。发射红色光的钙钛矿材料的一个实例是甲基铵碘化铅(CH3NH3PbI3)。发射绿色光的钙钛矿材料的一个实例是甲脒溴化铅(CH(NH2)2PbBr3)。发射蓝色光的钙钛矿材料的一个实例为甲基铵氯化铅(CH3NH3PbCl3)。在显示器中，在使用PeLED代替OLED和/或QLED或与OLED和/或QLED组合时，可以实现性能优势，如色域增加。在本发明中，性能优势通过在具有多个发射单元的堆叠式发光装置中包含一种或多种钙钛矿发光材料而展示。
如本文所用，术语“钙钛矿”包含可以在光电子装置中使用的任何钙钛矿材料。可以采用ABX3的三维(3D)结构的任何材料都可以被视为钙钛矿材料，其中A和B为阳离子并且X为阴离子。图3描绘了具有ABX3的3D结构的钙钛矿材料的实例。A阳离子可以大于B阳离子。B阳离子与周围X阴离子的配位可以为6倍。A阴离子与周围X阴离子的配位可以为12倍。
存在许多等级的钙钛矿材料。已经显示出对光电子装置的特殊前景的一个等级的钙钛矿材料为金属卤化物钙钛矿材料。对于金属卤化物钙钛矿材料而言，A组分可以是如甲基铵(CH3NH3 +)或甲脒(CH(NH2)2 +)等单价有机阳离子、如铯(Cs+)等无机原子阳离子或其组合，B组分可以是二价金属阳离子，如铅(Pb+)、锡(Sn+)、铜(Cu+)、铕(Eu+)或其组合，并且X组分可以是卤化物阴离子，如I-、Br-、Cl-或其组合。在A组分为有机阳离子的情况下，钙钛矿材料可以被限定为有机金属卤化物钙钛矿材料。CH3NH3PbBr3和CH(NH2)2PbI3是具有3D结构的金属卤化物钙钛矿材料的非限制性实例。在A组分为无机阳离子的情况下，钙钛矿材料可以被限定为无机金属卤化物钙钛矿材料。CsPbI3、CsPbCl3和CsPbBr3是无机金属卤化物钙钛矿材料的非限制性实例。
如本文所用，术语“钙钛矿”进一步包含可以采用L2(ABX3)n-1BX4(也可以被书写为L2An-1BnX3n+1)的分层结构的任何材料，其中L、A和B是阳离子，X是阴离子，并且n是布置在阳离子L的两个层之间的BX4单层的数量。图4描绘了具有L2(ABX3)n-1BX4(对于n，具有不同的值)的分层结构的钙钛矿材料的实例。对于金属卤化物钙钛矿材料而言，A组分可以是如甲基铵(CH3NH3 +)或甲脒(CH(NH2)2 +)等单价有机阳离子、如铯(Cs+)等原子阳离子或其组合，L组分可以是有机阳离子，如2-苯基乙基铵(C6H5C2H4NH3 +)或1-萘基甲基铵(C10H7CH2NH3 +)，B组分可以是二价金属阳离子，如铅(Pb+)、锡(Sn+)、铜(Cu+)、铕(Eu+)或其组合，并且X组分可以是卤化物阴离子，如I-、Br-、Cl-或其组合。(C6H5C2H4NH3)2(CH(NH2)2PbBr3)n-1PbBr4和(C10H7CH2NH3)2(CH3NH3PbI2Br)n-1PbI3Br是具有分层结构的金属卤化物钙钛矿材料的非限制性实例。
在层的数量n为大，例如n大于约10的情况下，具有L2(ABX3)n-1BX4的分层结构的钙钛矿材料采用大约等同于具有ABX3的3D结构的钙钛矿材料的结构。如本文所用，并且如本领域的技术人员通常将理解的，具有大数量的层的钙钛矿材料可以被称为3D钙钛矿材料，但是已经认识到此类钙钛矿材料的维度已经从n＝∞降低。在层的数量n＝1的情况下，具有L2(ABX3)n-1BX4的分层结构的钙钛矿材料采用L2BX4的二维(2D)结构。具有单层的钙钛矿材料可以被称为2D钙钛矿材料。在n为小，例如n在大约2-10的范围内的情况下，具有L2(ABX3)n- 1BX4的分层结构的钙钛矿材料采用准二维(准2D)结构。具有小数量的层的钙钛矿材料可以被称为准2D钙钛矿材料。由于量子限制效应，对于其中n为最高的分层钙钛矿材料结构而言，能带隙最低。
钙钛矿材料可以具有任何数量的层。钙钛矿可以包括2D钙钛矿材料、准2D钙钛矿材料、3D钙钛矿材料或其组合。例如，钙钛矿可以包括具有不同数量的层的分层钙钛矿材料的集成体。例如，钙钛矿可以包括具有不同数量的层的准2D钙钛矿材料的集成体。
如本文所用，术语“钙钛矿”进一步包含钙钛矿材料的膜。钙钛矿材料的膜可以是结晶的、多晶的或其组合，其具有任何数量的层和任何范围的晶粒或晶体大小。
如本文所用，术语“钙钛矿”进一步包含其结构等同于或类似于ABX3的3D钙钛矿结构或L2(ABX3)n-1BX4的更一般的分层钙钛矿结构的钙钛矿材料的纳米晶体。钙钛矿材料的纳米晶体可以包含钙钛矿纳米颗粒、钙钛矿纳米线、钙钛矿纳米片或其组合。钙钛矿材料的纳米晶体可以具有任何形状或大小，具有任何数量的层以及任何范围的晶粒或晶体大小。图5描绘了具有与L2(ABX3)n-1BX4类似的分层结构的钙钛矿材料的纳米晶体的实例，其中n＝5并且L阳离子被布置在钙钛矿纳米晶体的表面处。使用术语“类似”是因为对于钙钛矿材料的纳米晶体而言，L阳离子的分布可以与具有L2(ABX3)n-1BX4的正式分层结构的钙钛矿材料的分布不同。例如，在钙钛矿材料的纳米晶体中，可以存在更大比例的L阳离子沿纳米晶体的侧面布置。
可以对几种类型的钙钛矿材料进行刺激以响应于光学激发或电激发而发射光。也就是说，钙钛矿发光材料可以是光致发光的或电致发光的。如本文所用，术语“钙钛矿发光材料”仅指代通过电激发而发射的电致发光钙钛矿发光材料。无论何时在文中提及“钙钛矿发光材料”，应理解，参考了电致发光钙钛矿发光材料。此术语可以与其它来源所使用的术语略微不同。
通常，PeLED装置可以是光致发光的或电致发光的。如本文所用，术语“PeLED”仅指代包括电致发光钙钛矿发光材料的电致发光装置。术语“PeLED”可以用于描述包括电致发光钙钛矿发光材料的单个发射单元电致发光装置。术语“PeLED”可以用于描述包括电致发光钙钛矿发光材料的堆叠式电致发光装置的一个或多个发射单元。此术语可以与其它来源所使用的术语略微不同。
如本文所用，术语“有机”包含聚合物材料以及可以用于制造如OLED等光电子装置的小分子有机材料。如本文所用，术语小分子是指不是聚合物的任何有机材料，并且小分子实际上可能非常大。在某些情况下，小分子可以包含重复单元。例如，使用长链烷基作为取代基不会将分子从小分子等级中去除。也可以将小分子并入到聚合物中，例如作为聚合物主链上的侧基或作为主链的一部分。小分子也可以用作树状物的核部分，所述树状物由建立在核部分上的一系列化学壳组成。树状物的核部分可以是小分子。树状物可以是小分子，并且据信，OLED领域中目前使用的所有树状物都是小分子。
如本文所用，术语“有机发光材料”包含荧光和磷光有机发光材料，以及通过机制发射光的有机材料，如三重态三重态湮灭(TTA)或热活化延迟荧光(TADF)。发射红色光的有机发光材料的一个实例是双(2-(3,5-二甲基苯基)喹啉-C2,N')(乙酰丙酮)合铱(III)Ir(dmpq)2(acac)。发射绿色光的有机发光材料的一个实例是三(2-苯基吡啶)合铱(Ir(ppy)3)。发射蓝色光的有机发光材料的一个实例是双[2-(4,6-二氟苯基)吡啶-C2,N](吡啶甲酰)合铱(III)(FIrpic)。
通常，OLED装置可以是光致发光的或电致发光的。如本文所用，术语“OLED”仅指代包括电致发光有机发光材料的电致发光装置。术语“OLED”可以用于描述包括电致发光有机发光材料的单个发射单元电致发光装置。术语“OLED”可以用于描述包括电致发光有机发光材料的堆叠式电致发光装置的一个或多个发射单元。此术语可以与其它来源所使用的术语略微不同。
如本文所用，术语“量子点”包含量子点材料、量子棒材料和其它发光纳米晶体材料，但在本文中单独定义的“钙钛矿”材料除外。量子点通常可以被视为表现出介于块状半导体与离散分子之间的特性的半导体纳米颗粒。量子点可以包括：III-V半导体材料，如氮化镓(GaN)、磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)和砷化铟(InAs)；或II-VI半导体材料，如氧化锌(ZnO)、硫化锌(ZnS)、硫化镉(CdS)、硒化镉(CdSe)和碲化镉(CdTe)或其组合。通常，由于量子限制效应，量子点的光电子特性可能会随量子点的大小或形状而改变。
可以对几种类型的量子点进行刺激以响应于光学激发或电激发而发射光。也就是说，量子点发光材料可以是光致发光的或电致发光的。如本文所用，术语“量子点发光材料”仅指代通过电激发而发射的电致发光量子点发光材料。无论何时在文中提及“量子点发光材料”，应理解，参考了电致发光量子点发光材料。此术语可以与其它来源所使用的术语略微不同。
如本文所用，术语“量子点”不包含“钙钛矿”材料。几种类型的钙钛矿材料，如钙钛矿纳米晶体、2D钙钛矿材料和准2D钙钛矿材料，是表现出介于块状半导体与离散分子之间的特性的半传导材料，在与量子点类似的方式的情况下，量子约束可能会影响光电子特性。然而，如本文所用，此类材料被称为“钙钛矿”材料而不是“量子点”材料。此术语的第一原因是，如本文所定义的钙钛矿材料和量子点材料通常包括不同的晶体结构。此术语的第二原因是，如本文所定义的钙钛矿材料和量子点材料通常包括其结构内的不同材料类型。此术语的第三原因是，钙钛矿材料的发射通常与钙钛矿材料的结构大小无关，而量子点材料的发射通常取决于量子点材料的结构大小(例如核和壳)。此术语可以与其它来源所使用的术语略微不同。
通常，量子点发光材料包括核。任选地，核可以被一个或多个壳包围。任选地，核和一个或多个壳可以被钝化结构包围。任选地，钝化结构可以包括与一个或多个壳结合的配体。核和一个或多个壳的大小可能影响量子点发光材料的光电子特性。通常，随着核和一个或多个壳的大小减小，量子限制效应变得更强，并且可以在较短波长处激发电致发光发射。对于显示器应用，核和一个或多个壳结构的直径通常在1-10nm的范围内。发射蓝色光的量子点通常是最小的，其核与一个或多个壳的直径在大约1-2.5nm的范围内。发射绿色光的量子点通常略大一些，其核与一个或多个壳的直径在大约2.5-4nm的范围内。发射红色光的量子点通常更大，其核与一个或多个壳的直径在大约5-7nm的范围内。应当理解，这些范围是通过举例的方式提供的并且用于帮助理解，并且不旨在进行限制。
量子点发光材料的实例包含包括CdSe的核的材料。CdSe具有1.73eV的对应于716nm处的发射的块状带隙。然而，通过定制CdSe量子点的大小，可以跨可见光谱调整CdSe的发射光谱。包括CdSe核的量子点发光材料可以进一步包括一个或多个壳，所述一个或多个壳包括CdS、ZnS或其组合。包括CdSe的量子点发光材料可以进一步包括钝化结构，所述钝化结构可以包含与一个或多个壳结合的配体。包括CdSe/CdS或CdSe/ZnS核壳结构的量子点发光材料可以被调谐，以发射红色光、绿色光或蓝色光，以用于在显示器和/或照明面板中应用。
量子点发光材料的实例进一步包含包括InP的核的材料。InP具有1.35eV的对应于918nm处的发射的块状带隙。然而，通过定制InP量子点的大小，可以跨可见光谱调整InP的发射光谱。包括InP核的量子点发光材料可以进一步包括CdS、ZnS或其组合的一个或多个壳。包括InP的量子点发光材料可以进一步包括钝化结构，所述钝化结构可以包含与一个或多个壳结合的配体。包括InP/CdS或InP/ZnS核壳结构的量子点发光材料可以被调谐，以发射红色光、绿色光或蓝色光，以用于在显示器和/或照明面板中应用。
通常，QLED装置可以是光致发光的或电致发光的。如本文所用，术语“QLED”仅指代包括电致发光量子点发光材料的电致发光装置。术语“QLED”可以用于描述包括电致发光量子点发光材料的单个发射单元电致发光装置。术语“QLED”可以用于描述包括电致发光量子点发光材料的堆叠式电致发光装置的一个或多个发射单元。此术语可以与其它来源所使用的术语略微不同。
如本文所用，“顶部”意指离衬底最远，而“底部”意指离衬底最近。在将第一层描述为“安置”在第二层之上的情况下，将第一层安置为离衬底更远。除非指定了第一层与第二层“接触”，否则在第一层与第二层之间可以存在其它层。
如本文所用，“溶液可处理的”意指能够在溶液或悬浮形式的液体介质中溶解、分散或输送和/或能够从液体介质中沉积。
如本文所用，并且如本领域的技术人员通常将理解的，如果第一能级更接近真空能级，则第一“最高占据分子轨道”(HOMO)或“最低未占分子轨道”(LUMO)能级“大于”或“高于”第二HOMO或LUMO能级。由于电离势(IP)和电子亲和力(EA)被测量为相对于真空级的负能，因此较高的HOMO能级对应于负性较小的IP。类似地，较高LUMO能级对应于负性较小的EA。在常规能级图上，在真空级处于顶部的情况下，材料的LUMO能级高于同一材料的HOMO能级。“较高”HOMO或LUMO能级似乎比“较低”HOMO或LUMO能级更接近此图的顶部。
如本文所用，并且如本领域的技术人员通常将理解的，如果第一功函数具有更高的绝对值，则第一功函数“大于”或“高于”第二功函数。因为功函数通常被测量为相对于真空级的负数，因此这意味着功函数“越高”,负性越大。在常规能级图上，在真空级处于顶部的情况下，“越高”的功函数在向下的方向上被展示为离真空级更远。因此，HOMO和LUMO能级的定义遵循与功函数不同的惯例。
如本文所用，术语“光学地耦接的”是指装置或结构的一个或多个元件，所述装置或结构被布置成使得光可以在所述一个或多个元件之间传递。所述一个或多个元件可以接触，或可以由间隙或允许光在所述一个或多个元件之间传递的任何连接、耦接、链接等分开。例如，一个或多个堆叠式发光装置可以通过透明或半透明衬底光学地耦合到一个或多个颜色改变层。
如本文所用，并且如本领域的技术人员通常将理解的，如果两个或更多个发射单元被发光装置的层结构内的一个或多个电荷产生层分开，则如PeLED、OLED或QLED等发光装置可以被称为“堆叠式”发光装置。在一些来源中，堆叠式发光装置可以被称为串联发光装置。应当理解，术语“堆叠式”和“串联”可以互换地使用，并且如本文所用，串联发光装置也被视为堆叠式发光装置。此术语可以与其它来源所使用的术语略微不同。
应当理解PeLED、OLED或QLED为发光二极管，并且如本文所用，发光二极管被视为允许沿仅一个方向的显著电流流动的发光装置。PeLED、OLED和QLED因此被视为由直流电(DC)而非交流电(AC)驱动。如本文所用，术语“PeLED”、“OLED”和“QLED”可以用于描述分别包括电致发光钙钛矿、有机或量子点发光材料的单个发射单元电致发光装置。术语“PeLED”、“OLED”和“QLED”可以用于描述分别包括电致发光钙钛矿、有机或量子点发光材料的堆叠式电致发光装置的一个或多个发射单元。因此应当理解，本文所公开的电致发光发光装置允许沿仅一个方向通过其相应PeLED、OLED和/或QLED发射单元的显著电流流动。本文所公开的电致发光发光装置因此被视为由直流电(DC)而非交流电(AC)驱动。此术语可以与其它来源所使用的术语略微不同。
发明内容
提供了一种发光装置。在一个实施例中，所述发光装置包括第一电极、第二电极、至少两个发射单元和至少一个电荷产生层。所述至少两个发射单元和所述至少一个电荷产生层安置在所述第一电极与所述第二电极之间。所述至少两个发射单元中的第一发射单元安置在所述第一电极上方。所述至少一个电荷产生层中的第一电荷产生层安置在所述第一发射单元上方。所述至少两个发射单元中的第二发射单元安置在所述第一电荷产生层上方。所述第二电极安置在所述第二发射单元上方。所述至少两个发射单元中的至少一个发射单元包括钙钛矿发光材料。所述装置包括所述至少两个发射单元中的至少一个另外的发射单元，其中所述至少两个发射单元中的所述至少一个另外的发射单元包括钙钛矿发光材料、有机发光材料或量子点发光材料。
在一个实施例中，所述第一发射单元包括钙钛矿发光材料，并且所述第二发射单元包括钙钛矿发光材料、有机发光材料或量子点发光材料。在一个实施例中，所述第一发射单元包括钙钛矿发光材料、有机发光材料或量子点发光材料，并且所述第二发射单元包括钙钛矿发光材料。
在一个实施例中，所述至少两个发射单元中的所述至少一个另外的发射单元包括钙钛矿发光材料或有机发光材料。在一个实施例中，所述第一发射单元包括钙钛矿发光材料，并且所述第二发射单元包括钙钛矿发光材料。在一个实施例中，所述至少两个发射单元中的所述至少一个另外的发射单元包括有机发光材料。在一个实施例中，所述第一发射单元包括钙钛矿发光材料，并且所述第二发射单元包括有机发光材料。在一个实施例中，所述第一发射单元包括有机发光材料，并且所述第二发射单元包括钙钛矿发光材料。
在一个实施例中，所述至少两个发射单元中的所述至少一个另外的发射单元包括钙钛矿发光材料或量子点发光材料。在一个实施例中，所述第一发射单元包括钙钛矿发光材料，并且所述第二发射单元包括钙钛矿发光材料。在一个实施例中，所述至少两个发射单元中的所述至少一个另外的发射单元包括量子点发光材料。在一个实施例中，所述第一发射单元包括钙钛矿发光材料，并且所述第二发射单元包括量子点发光材料。在一个实施例中，所述第一发射单元包括量子点发光材料，并且所述第二发射单元包括钙钛矿发光材料。
在一个实施例中，每个发射单元包括一个且不多于一个发射层。在一个实施例中，每个发射单元包括一种且不多于一种发射材料。在一个实施例中，所述发光装置包含微腔结构。
在一个实施例中，所述发光装置发射红色光。在一个实施例中，所述发光装置发射CIE 1931 x坐标大于或等于0.680的红色光。在一个实施例中，所述发光装置发射CIE 1931x坐标大于或等于0.708的红色光。在一个实施例中，所述发光装置发射绿色光。在一个实施例中，所述发光装置发射CIE 1931 y坐标大于或等于0.690的绿色光。在一个实施例中，所述发光装置发射CIE 1931 y坐标大于或等于0.797的绿色光。在一个实施例中，所述发光装置发射蓝色光。在一个实施例中，所述发光装置发射CIE y坐标小于或等于0.060的蓝色光。在一个实施例中，所述发光装置发射CIE y坐标小于或等于0.046的蓝色光。在一个实施例中，所述发光装置发射白色光。
在一个实施例中，所述装置的所述发射单元中的一个或多个发射单元可以包括有机金属卤化物发光钙钛矿材料。在一个实施例中，所述装置的所述发射单元中的一个或多个发射单元可以包括无机金属卤化物发光钙钛矿材料。
在一个实施例中，所述第一电荷产生层直接连接到外部电源。在一个实施例中，所述第一电荷产生层可独立寻址。在一个实施例中，所述第一电荷产生层不直接连接到外部电源。在一个实施例中，所述第一电荷产生层不可独立寻址。在一个实施例中，所述第一发射单元和所述第二发射单元串联电连接。在一个实施例中，直流电传递通过所述第一发射单元和所述第二发射单元。
在一个实施例中，所述发光装置可以包含在显示器的子像素中。在一个实施例中，所述发光装置可以包含在照明面板中。
在一个实施例中，所述发光装置包括第一电极、第二电极、至少三个发射单元和至少两个电荷产生层。所述至少三个发射单元和所述至少两个电荷产生层安置在所述第一电极与所述第二电极之间。所述至少三个发射单元中的第一发射单元安置在所述第一电极上方。所述至少两个电荷产生层中的第一电荷产生层安置在所述第一发射单元上方。所述至少三个发射单元中的第二发射单元安置在所述第一电荷产生层上方。所述至少两个电荷产生层中的第二电荷产生层安置在所述第二发射单元上方。所述至少三个发射单元中的第三发射单元安置在所述第二电荷产生层上方。所述第二电极安置在所述第三发射单元上方。所述至少三个发射单元中的至少一个发射单元包括钙钛矿发光材料。所述装置包括所述至少三个发射单元中的至少两个另外的发射单元，其中所述至少两个发射单元中的每个发射单元包括钙钛矿发光材料、有机发光材料或量子点发光材料。
在一个实施例中，所述至少三个发射单元中的所述至少两个另外的发射单元各自包括钙钛矿发光材料或有机发光材料。在一个实施例中，所述第一发射单元包括钙钛矿发光材料，所述第二发射单元包括钙钛矿发光材料，并且所述第三发射单元包括钙钛矿发光材料。在一个实施例中，所述至少三个发射单元中的所述至少两个另外的发射单元各自包括钙钛矿发光材料或有机发光材料，其中所述至少两个另外的发射单元中的至少一个发射单元包括有机发光材料。
在一个实施例中，所述至少三个发射单元中的所述至少两个另外的发射单元各自包括钙钛矿发光材料或量子点发光材料。在一个实施例中，所述第一发射单元包括钙钛矿发光材料，所述第二发射单元包括钙钛矿发光材料，并且所述第三发射单元包括钙钛矿发光材料。在一个实施例中，所述至少三个发射单元中的所述至少两个另外的发射单元各自包括钙钛矿发光材料或量子点发光材料，其中所述至少两个另外的发射单元中的至少一个发射单元包括量子点发光材料。
在一个实施例中，所述至少两个另外的发射单元中的至少一个发射单元包括有机发光材料，并且所述至少两个另外的发射单元中的至少一个发射单元包括量子点发光材料。
附图说明
当结合附图阅读时，将更好理解以上发明内容以及以下说明性实施例的具体描述。出于说明本公开的目的，在附图中示出了本公开的示例性构造。然而，本公开不限于本文所公开的具体方法和工具。此外，本领域的技术人员将理解附图并不是按比例绘制的。
在附图中，带下划线的数字用来表示带下划线的数字所定位的项或与所述带下划线的数字相邻的项。未加下划线的数字涉及通过线所标识的项，所述线将未加下划线的数字与项连接。当数字未加下划线并带有相关联的箭头时，未加下划线的数字将用于标识箭头所指向的常规项。现在将通过举例并且参考以下来描述本公开的实施例：
图1描绘了发光装置。
图2描绘了倒置的发光装置。
图3描绘了具有结构ABX3的3D钙钛矿发光材料。
图4描绘了具有结构L2(ABX3)n-1BX4的分层钙钛矿发光材料，其中n＝1、3、5、10和∞。
图5描绘了具有与L2(ABX3)n-1BX4类似的分层结构的钙钛矿材料的纳米晶体的实例，其中n＝5。
图6描绘了具有两个发射单元的堆叠式发光装置。
图7描绘了具有三个发射单元的堆叠式发光装置。
图8描绘了具有两个发射单元的堆叠式发光装置的层结构。
图9描绘了具有三个发射单元的堆叠式发光装置的层结构。
图10描绘了CIE 1931(x,y)颜色空间色度图的再现。
图11描绘了CIE 1931(x,y)颜色空间色度图的再现，其还示出了(a)DCI-P3和(b)Rec.2020颜色空间的色域。
图12描绘了CIE 1931(x,y)颜色空间色度图的再现，其还示出了(a)DCI-P3和(b)Rec.2020颜色空间的色域，其中颜色坐标针对示例性红色、绿色和蓝色PeLED、OLED和QLED装置。
图13描绘了CIE 1931(x,y)颜色空间色度图的再现，其还示出了普朗克轨迹(Planckian locus)。
图14描绘了红色、绿色和蓝色PeLED、OLED和QLED的示例性电致发光发射光谱。
图15描绘了具有两个发射单元的堆叠式发光装置的发射单元的各种配置。
图16描绘了具有三个发射单元的堆叠式发光装置的发射单元的各种配置。
图17描绘了具有三个发射单元的堆叠式发光装置的发射单元的另外的各种配置。
具体实施方式
PeLED的通用装置架构和操作原理基本上类似于OLED和QLED的架构和操作原理。这些发光装置中的每个发光装置都包括安置在阳极与阴极之间并电连接到阳极和阴极的至少一个发射层。对于PeLED，发射层包括钙钛矿发光材料。对于OLED，发射层包括有机发光材料。对于QLED，发射层包括量子点发光材料。对于这些发光装置中的每个发光装置，当施加电流时，阳极注入空穴，而阴极将电子注入到一个或多个发射层中。注入的空穴和电子各自朝带相反电荷的电极迁移。当电子和空穴局域化时，可以形成作为具有激发能态的局域化电子空穴对的激子。如果激子通过光发射机制松弛，则会发射光。非辐射机制，如热辐射和/或俄歇复合(Auger recombination)，也可能发生，但其通常被视为是不希望的。PeLED、OLED和QLED所需的装置架构与工作原理之间的实质相似性促进钙钛矿发光材料、有机发光材料和量子点发光材料在单个装置，如堆叠式发光装置中的组合。
图1示出了具有单个发射单元的发光装置100。发光装置100可以是PeLED、OLED和QLED。装置100可以包含衬底110、阳极115、空穴注入层120、空穴输送层125、电子阻挡层130、发射层135、空穴阻挡层140、电子输送层145、电子注入层150、阴极155、封盖层160和屏障层165。装置100以通过依次沉积所描述的层来制造。由于装置100具有安置在阴极155下方的阳极115，因此装置100可以被称为“标准”装置架构。对于PeLED，发射层包括钙钛矿发光材料。对于OLED，发射层包括有机发光材料。对于QLED，发射层包括量子点发光材料。
图2示出了具有单个发射单元的倒置的发光装置200。发光装置200可以是PeLED、OLED和QLED。装置包含衬底210、阴极215、发射层220、空穴输送层225和阳极230。装置200以通过依次沉积所描述的层来制造。由于装置200具有安置在阳极230下方的阴极215，因此装置200可以被称为“倒置的”装置架构。对于PeLED，发射层包括钙钛矿发光材料。对于OLED，发射层包括有机发光材料。对于QLED，发射层包括量子点发光材料。可以在装置200的对应层中使用与关于装置100所描述的那些材料类似的材料。图2提供了如何可以从PeLED、OLED或QLED的结构中省略一些层的一个实例。
图1和2中所展示的简单分层结构通过非限制性实例的方式提供，并且应当理解，本发明的实施例可以结合多种其它结构来使用。所描述的特定材料和结构在本质上是示例性的，并且可以使用其它材料和结构。基于如性能、设计和成本等因素，可以通过以不同方式组合所描述的各个层来实现功能性PeLED、OLED和QLED，或者可以完全省略层。还可以包含未具体描述的其它层。可以使用除了具体描述的材料之外的材料。尽管本文提供的许多实例将各个层描述为包括单一材料，但是应当理解，可以使用材料的组合。而且，层可以具有各个子层。本文给予各个层的名称不旨在严格限制。例如，在装置中，空穴输送层可以输送空穴并将空穴注入到发射层中，并且可以被描述为空穴输送层或空穴注入层。
PeLED、OLED和QLED通常旨在通过电极中的至少一个电极发射光，并且一个或多个透明电极可以用于此类光电子装置中。例如，可以将如氧化铟锡(ITO)的透明电极材料用于底部电极，而可以将如镁和银的共混物(Mg:Ag)的薄金属层等透明电极材料用于顶部电极。对于旨在仅通过底部电极发射光的装置，顶部电极不需要是透明的，并且可以包含不透明和/或反射层，如具有高反射率的金属层。类似地，对于旨在仅通过顶部电极发射光的装置，底部电极可以是不透明的和/或反射性的，如具有高反射率的金属层。在电极不需要是透明的情况下，使用较厚的层可以提供更好的传导性，并且可以减少装置中的电压降和/或焦耳热，并且使用反射电极可以通过朝透明电极向后反射光来增加通过其它电极发射的光的量。也可以制造完全透明的装置，其中两个电极都是透明的。
根据本发明的实施例制造的装置任选地可以包括衬底110。衬底110可以包括提供期望的结构特性和光学特性的任何合适的材料。衬底110可以是刚性的或柔性的。衬底110可以是平坦的或弯曲的。衬底110可以是透明的、半透明的或不透明的。优选的衬底材料为剥离、塑料和金属箔。可以使用其它衬底，如织物和纸。可以选择衬底110的材料和厚度以获得期望的结构特性和光学特性。PeLED、OLED和QLED所需的衬底性质之间的实质相似性促进钙钛矿发光材料、有机发光材料和量子点发光材料在单个装置，如堆叠式发光装置中的组合。
根据本发明的实施例制造的装置任选地可以包括阳极115。阳极115可以包括本领域已知的任何合适的材料或材料的组合，使得阳极115能够传导空穴并将其注入到装置的层中。优选的阳极115材料包含：传导金属氧化物，如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)和氧化铝锌(AlZnO)；金属，如银(Ag)、铝(Al)、铝钕(Al:Nd)、金(Au)以及其合金；或其组合。其它优选的阳极115材料包含石墨烯、碳纳米管、纳米线或纳米颗粒、银纳米线或纳米颗粒、如聚(3,4-亚乙基二氧噻吩):聚磺苯乙烯(PEDOT:PSS)等有机材料以及其衍生物或其组合。在单个层中包括一种或多种阳极材料的复合阳极对于某些装置可以是优选的。在一个或多个层中包括一种或多种阳极材料的多层阳极对于某些装置可以是优选的。多层阳极的一个实例是ITO/Ag/ITO。在用于PeLED、OLED和QLED的标准装置架构中，阳极115可以透明到足以产生其中光通过衬底发射的底部发射装置。标准装置架构中通常使用的透明阳极的一个实例是ITO的层。标准装置架构中通常使用的透明阳极的另一实例是ITO/Ag/ITO，其中Ag厚度小于大约25nm。通过包含厚度小于大约25nm的银层，阳极可以是透明且部分反射的。当此透明且部分反射的阳极与如LiF/Al等反射阴极组合使用时，其优点是可以在装置内产生微腔。微腔可以提供以下优势中的一个或多个优势：从装置发射的光的总量增加，并且因此效率和亮度更高；沿前向方向发射的光的比例增加，并且因此法向入射时的表观亮度增加；以及发射光谱的光谱变窄，导致光发射的色彩饱和度增加。阳极115可以是不透明的和/或反射性的。在针对PeLED、OLED和QLED的标准装置架构中，反射阳极115对于用于增加从装置的顶部发射的光的量的一些顶部发射装置可以是优选的。标准装置架构中通常使用的反射阳极的一个实例是ITO/Ag/ITO的多层阳极，其中Ag厚度大于大约80nm。当此反射性阳极与透明且部分反射的阴极，如Mg:Ag，组合使用时，其优势是可以在装置内产生微腔。可以选择阳极115的材料和厚度以获得期望的传导特性和光学特性。在阳极115透明的情况下，对于特定材料，可以具有一定范围的厚度，所述厚度厚到足以提供期望的传导性，但又薄到足以提供期望的透明度。可以使用其它材料和结构。PeLED、OLED和QLED所需的阳极性质之间的实质相似性促进钙钛矿发光材料、有机发光材料和量子点发光材料在单个装置，如堆叠式发光装置中的组合。
根据本发明的实施例制造的装置任选地可以包括空穴输送层125。空穴输送层125可以包含能够输送空穴的任何材料。空穴输送层125可以通过溶液工艺或通过真空沉积工艺沉积。空穴输送层125可以是掺杂的或未掺杂的。可以使用掺杂来增强传导性。
未掺杂的空穴输送层的实例是N,N'-二(1-萘基)-N,N'-二苯基-(1,1'-联苯)-4,4'-二胺(NPD)、聚[(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)-共-(4,4'-(N-(4-仲-丁基苯基)二苯胺(TFB)、聚[N,N'-双(4-丁基苯基)-N,N'-双(苯基)-联苯胺](聚-TPD)、聚(9-乙烯基咔唑)(PVK)、4,4'-双(N-咔唑基)-1,1'-联苯(CBP)、螺-OMeTAD和氧化钼(MoO3)。掺杂的空穴输送层的一个实例是以50:1的摩尔比掺杂了F4-TCNQ的4,4',4”-三[苯基(间甲苯基)氨基]三苯胺(m-MTDATA)。溶液处理的空穴输送层的一个实例是PEDOT:PSS。可以使用其它空穴输送层和结构。空穴输送材料的上述实例特别适合应用于PeLED。但是，这些材料也可以在OLED和QLED中有效实施。钙钛矿发光材料、有机发光材料和量子点发光材料所需的空穴输送层性质之间的实质相似性促进这些发光材料在单个装置，如堆叠式发光装置中的组合。
根据本发明的实施例制造的装置任选地可以包括发射层135。发射层135可以包含当在阳极115与阴极155之间传递电流时能够发射光的任何材料。装置架构和操作原理基本上类似于PeLED、OLED和QLED。然而，这些发光装置可以通过其相应的发射层中的差异来区分。PeLED的发射层可以包括钙钛矿发光材料。OLED的发射层可以包括有机发光材料。QLED的发射层可以包括量子点发光材料。
钙钛矿发光材料的实例包含3D钙钛矿材料，如甲基铵碘化铅(CH3NH3PbI3)、甲基铵溴化铅(CH3NH3PbBr3)、甲基铵氯化铅(CH3NH3PbCl3)、甲脒碘化铅(CH(NH2)2PbI3)、甲脒溴化铅(CH(NH2)2PbBr3)、甲脒氯化铅(CH(NH2)2PbCl3)、铯碘化铅(CsPbI3)、铯溴化铅(CsPbBr3)和铯氯化铅(CsPbCl3)。钙钛矿发光材料的实例进一步包含具有混合的卤化物的3D钙钛矿材料，如CH3NH3PbI3-xClx、CH3NH3PbI3-xBrx、CH3NH3PbCl3-xBrx、CH(NH2)2PbI3-xBrx、CH(NH2)2PbI3- xClx、CH(NH2)2PbCl3-xBrx、CsPbI3-xClx、CsPbI3-xBrx和CsPbCl3-xBrx，其中x在0-3的范围内。钙钛矿发光材料的实例进一步包含2D钙钛矿材料，如(C10H7CH2NH3)2PbI4、(C10H7CH2NH3)2PbBr4、(C10H7CH2NH3)2PbCl4、(C6H5C2H4NH3)2PbI4、(C6H5C2H4NH3)2PbBr4和(C6H5C2H4NH3)2PbCl4；具有混合的卤化物的2D钙钛矿材料，如(C10H7CH2NH3)2PbI3-xClx、(C10H7CH2NH3)2PbI3-xBrx、(C10H7CH2NH3)2PbCl3-xBrx、(C6H5C2H4NH3)2PbI3-xClx、(C6H5C2H4NH3)2PbI3-xBrx和(C6H5C2H4NH3)2PbCl3-xBrx，其中x在0-3的范围内。钙钛矿发光材料的实例进一步包含准2D钙钛矿材料，如(C6H5C2H4NH3)2(CH(NH2)2PbBr3)n-1PbI4、(C6H5C2H4NH3)2(CH(NH2)2PbBr3)n-1PbBr4、(C6H5C2H4NH3)2(CH(NH2)2PbBr3)n-1PbCl4、(C10H7CH2NH3)2(CH3NH3PbI2Br)n-1PbI4、(C10H7CH2NH3)2(CH3NH3PbI2Br)n-1PbBr4和(C10H7CH2NH3)2(CH3NH3PbI2Br)n-1PbCl4，其中n为层的数量，并且任选地，n可以在约2-10的范围内。钙钛矿发光材料的实例进一步包含具有混合的卤化物的准2D钙钛矿材料，如(C6H5C2H4NH3)2(CH(NH2)2PbBr3)n-1PbI3-xClx、(C6H5C2H4NH3)2(CH(NH2)2PbBr3)n-1PbI3-xBrx、(C6H5C2H4NH3)2(CH(NH2)2PbBr3)n-1PbCl3-xBrx、(C10H7CH2NH3)2(CH3NH3PbI2Br)n-1PbI3-xClx、(C10H7CH2NH3)2(CH3NH3PbI2Br)n-1PbI3-xBrx和(C10H7CH2NH3)2(CH3NH3PbI2Br)n-1PbCl3-xBrx，其中n为层的数量，并且任选地，n可以在约2-10的范围内，并且x在0-3的范围内。钙钛矿发光材料的实例进一步包含前述实例中的任何实例，其中二价金属阳离子铅(Pb+)可以用锡(Sn+)、铜(Cu+)或铕(Eu+)代替。钙钛矿发光材料的实例进一步包含具有与准2D钙钛矿材料非常相似的结构的钙钛矿发光纳米晶体。
钙钛矿发光材料可以包括其中材料包括有机阳离子的有机金属卤化物钙钛矿材料，如甲基铵碘化铅(CH3NH3PbI3)、甲基铵溴化铅(CH3NH3PbBr3)、甲基铵氯化铅(CH3NH3PbCl3)。钙钛矿发光材料可以包括其中材料包括无机阳离子的无机金属卤化物钙钛矿材料，如铯碘化铅(CsPbI3)、铯溴化铅(CsPbBr3)和铯氯化铅(CsPbCl3)。此外，钙钛矿发光材料可以包括其中存在有机阳离子与无机阳离子的组合的钙钛矿发光材料。有机阳离子或无机阳离子的选择可以由几个因素决定，所述因素包含期望的发射颜色、电致发光的效率、电致发光的稳定性和易于处理。无机金属卤化物钙钛矿材料可以特别适合于具有纳米晶体结构的钙钛矿发光材料，如图5中所描绘的钙钛矿发光材料，其中无机阳离子可以实现紧凑且稳定的钙钛矿发光纳米晶体结构。
可以以多种方式将钙钛矿发光材料包含在发射层135中。例如，发射层可以包括2D钙钛矿发光材料、准2D钙钛矿发光材料或3D钙钛矿发光材料或其组合。任选地，发射层可以包括钙钛矿发光纳米晶体。任选地，发射层135可以包括准2D钙钛矿发光材料的集成体，其中所述集成体中的准2D钙钛矿发光材料可以包括不同数量的层。准2D钙钛矿发光材料的集成体可以是优选的，因为可能存在从具有较少数量的层以及较大能带隙的准2D钙钛矿发光材料到具有较大数量的层和较低能带隙的准2D钙钛矿发光材料的能量转移。此能量漏斗可以将激子有效地限制在PeLED装置中，并可以提高装置性能。任选地，发射层135可以包括钙钛矿发光纳米晶体材料。钙钛矿发光纳米晶体材料可以是优选的，因为可以使用纳米晶体边界来将激子限制在PeLED装置中，并且可以使用表面阳离子将纳米晶体边界钝化。激子限制和表面钝化可以提高装置性能。可以使用其它发射层材料和结构。
荧光有机发光材料的几个实例在欧洲专利EP 0423283 B1中进行了描述。磷光有机发光材料的几个实例在美国专利US 6303238 B1和US 7279704 B2中进行了描述。通过TADF机制发射的有机发光材料的几个实例在Uoyama等人中进行了描述，量子点发光材料的几个实例在Kathirgamanathan等人(1)中进行了描述。所有这些引文均通过引用以其整体包含在本文中。
根据本发明的实施例制造的装置任选地可以包括电子输送层145。电子输送层145可以包含能够输送电子的任何材料。电子输送层145可以通过溶液工艺或通过真空沉积工艺沉积。电子输送层145可以是掺杂的或未掺杂的。可以使用掺杂来增强传导性。
未掺杂的电子输送层的实例为三(8-羟基喹啉酸并)铝(Alq3)、2,2',2”-(1,3,5-苯三基)-三(1-苯基-1-H-苯并咪唑)(TPBi)、2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-邻二氮杂菲(BCP)、氧化锌(ZnO)和二氧化钛(TiO3)。掺杂的电子输送层的一个实例为以1:1的摩尔比掺杂了锂(Li)的4,7-二苯基-1,10-邻二氮杂菲(BPhen)。溶液处理的电子输送层的一个实例是[6,6]-苯基C61丁酸甲酯(PCBM)。可以使用其它电子输送层和结构。电子输送材料的上述实例特别适合应用于PeLED。但是，这些材料也可以在OLED和QLED中有效实施。钙钛矿发光材料、有机发光材料和量子点发光材料所需的电子输送层性质之间的实质相似性促进这些发光材料在单个装置，如堆叠式发光装置中的组合。
根据本发明的实施例制造的装置任选地可以包括阴极155。阴极155可以包括本领域已知的任何合适的材料或材料的组合，使得阴极155能够传导电子并将其注入到装置的层中。优选的阴极155材料包含：金属氧化物，如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)和氧化氟锡(FTO)；金属，如钙(Ca)、钡(Ba)、镁(Mg)和镱((Yb)或其组合。其它优选的阴极155材料包含金属，如银(Ag)、铝(Al)、铝钕(Al:Nd)、金(Au)以及其合金或其组合。在单个层中包括一种或多种阴极材料的复合阴极对于某些装置可以是优选的。复合阴极的一个实例为Mg:Ag。在一个或多个层中包括一种或多种阴极材料的多层阴极对于某些装置可以是优选的。多层阴极的一个实例为Ba/Al。在用于PeLED、OLED和QLED的标准装置架构中，阴极155可以透明到足以产生其中从装置的顶部发射光的顶部发射装置。标准装置架构中通常使用的透明阴极的一个实例是Mg:Ag的复合层。通过使用Mg:Ag的化合物，阴极可以是透明且部分反射性的。当此透明且部分反射的阳极与如ITO/Ag/ITO等反射阴极组合使用时，其优点是可以在装置内产生微腔，其中Ag厚度大于大约80nm。阴极155可以是不透明的和/或反射性的。在针对PeLED、OLED和QLED的标准装置架构中，反射阴极155对于用于增加通过衬底从装置的底部发射的光的量的一些底部发射装置可以是优选的。标准装置架构中通常使用的反射阴极的一个实例是LiF/Al的多层阴极。当此反射阴极与如ITO/Ag/ITO等透明且部分反射的阳极组合使用时，其优点是可以在装置内产生微腔，其中Ag厚度小于大约25nm。
可以选择阴极155的材料和厚度以获得期望的传导特性和光学特性。在阴极155透明的情况下，对于特定材料，可以具有一定范围的厚度，所述厚度厚到足以提供期望的传导性，但又薄到足以提供期望的透明度。可以使用其它材料和结构。PeLED、OLED和QLED所需的阴极性质之间的实质相似性促进钙钛矿发光材料、有机发光材料和量子点发光材料在单个装置，如堆叠式发光装置中的组合。
根据本发明的实施例制造的装置任选地可以包括一个或多个阻挡层。阻挡层可以用于减少退出发射层的电荷载流子(电子或空穴)和/或激子的数量。电子阻挡层130可以安置在发射层135与空穴输送层125之间，以阻挡电子沿空穴输送层125的方向离开发射层135。类似地，空穴阻挡层140可以安置在发射层135与电子输送层145之间，以阻挡空穴沿电子输送层145的方向离开发射层135。阻挡层也可以用于阻挡激子从发射层扩散。如本文所用，并且如本领域的技术人员将理解的，术语“阻挡层”意味着层提供大大地抑制电荷载流子和/或激子的输送的屏障，而不暗示层完全阻挡电荷载流子和/或激子。与缺乏阻挡层的类似装置相比，装置中存在此阻挡层可以产生实质上更高的效率。阻挡层还可以用于将发射限制在装置的期望区域。钙钛矿发光材料、有机发光材料和量子点发光材料所需的阻挡层性质之间的实质相似性促进这些发光材料在单个装置，如堆叠式发光装置中的组合。
根据本发明的实施例制造的装置任选地可以包括一个或多个注入层。通常，注入层包含可以改善电荷载流子从一个层(如电极)注入到相邻层的一种或多种材料。注入层还可以执行电荷输送功能。
在装置100中，空穴注入层120可以是改善空穴从阳极115注入到空穴输送层125中的任何层。可以用作空穴注入层的材料的实例是可以气相沉积的酞菁铜(II)(CuPc)和1,4,5,8,9,11-六氮杂苯并菲(HATCN)以及如PEDOT:PSS等可以从溶液中沉积的聚合物。可以用作空穴注入层的材料的另一实例是氧化钼(MoO3)。空穴注入材料的上述实例特别适合应用于PeLED。但是，这些材料也可以在OLED和QLED中有效实施。钙钛矿发光材料、有机发光材料和量子点发光材料所需的空穴注入层性质之间的实质相似性促进这些发光材料在单个装置，如堆叠式发光装置中的组合。
空穴注入层(HIL)120可以包括电荷承载组分，所述电荷承载组分具有如由其本文所描述的相对IP能级所定义的与HIL的一侧上的相邻阳极层以及HIL的相反侧上的空穴输送层有利地匹配的HOMO能级。“电荷承载组分”是负责实际输送空穴的HOMO能级的材料。此材料可以是HIL的基底材料，或者其可以是掺杂剂。使用掺杂的HIL允许针对其电特性选择掺杂剂，并且针对如易于沉积、润湿、柔性、韧性等形态学特性选择主体。HIL材料的优选特性使得可以将空穴从阳极有效注入到HIL材料中。HIL 120的电荷承载组分优选地具有不大于阳极材料的IP的约0.5eV的IP。类似条件适用于空穴所注入的任何层。HIL材料与通常用于PeLED、OLED或QLED的空穴输送层的常规空穴输送材料的另外的区别在于，此HIL材料的空穴传导率基本上小于常规空穴输送材料的空穴传导率。本发明的HIL 120的厚度可以厚到足以使阳极平坦化并且实现有效的空穴注入，但又薄到足以不阻碍空穴的输送。例如，低到10nm的HIL厚度是可接受的。但是，对于某些装置，至多50nm的HIL厚度可以是优选的。
在装置100中，电子注入层150可以是改善电子从阴极155注入到电子输送层145中的任何层。可以用作电子注入层的材料的实例是无机盐，如氟化锂(LiF)、氟化钠(NaF)、氟化钡(BaF)、氟化铯(CsF)和碳酸铯(CsCO3)。可以用作电子注入层的材料的其它实例是金属氧化物，如氧化锌(ZnO)和二氧化钛(TiO2)以及金属，如钙(Ca)、钡(Ba)、镁(Mg)和镱(Yb)。其它材料或材料的组合可以用于注入层。根据特定装置的配置，注入层可以安置在与装置100中示出的位置不同的位置处。电子注入材料的上述实例均特别适合应用于PeLED。但是，这些材料也可以在OLED和QLED中有效实施。钙钛矿发光材料、有机发光材料和量子点发光材料所需的电子注入层性质之间的实质相似性促进这些发光材料在单个装置，如堆叠式发光装置中的组合。
根据本发明的实施例制造的装置任选地可以包括封盖层160。封盖层160可以包含能够增强从装置提取光的任何材料。优选地，在顶部发射装置架构中，封盖层160安置在顶部电极上方。优选地，封盖层160具有至少1.7的折射率，并且被配置成增强光从发射层135传递通过顶部电极并离开装置，从而增强装置效率。可以用于封盖层160的材料的实例是4,4'-双(N-咔唑基)-1,1'-联苯(CBP)、Alq3以及更通常地三胺和亚芳基二胺。封盖层160可以包括单个层或多非层。可以使用其它封盖层材料和结构。钙钛矿发光材料、有机发光材料和量子点发光材料所需的封盖层性质之间的实质相似性促进这些发光装置在单个装置，如堆叠式发光装置中的组合。
根据本发明的实施例制造的装置任选地可以包括屏障层165。屏障层165的一个目的是保护装置层免于破坏环境中的物种，所述物种包含水分、蒸气和/或气体。任选地，屏障层165可以沉积在衬底、电极或装置的包含边缘的任何其它部分上方、下方或旁边。任选地，屏障层165可以是如玻璃或金属等块状材料，并且所述块状材料可以固定在衬底、电极或装置的任何其它部分上方、下方或旁边。任选地，屏障层165可以沉积在膜上，并且所述膜可以固定在衬底、电极或装置的任何其它部分上方、下方或旁边。在将屏障层165沉积在膜上的情况下，优选的膜材料包括玻璃、塑料，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PEN)以及金属箔。在屏障层165是块状材料或沉积在膜上的情况下，用于将膜或块状材料固定到装置上的优选材料包含热粘合剂或可UV固化粘合剂、热熔粘合剂和压敏粘合剂。
屏障层165可以是块状材料，或者可以通过各种已知的沉积技术形成，所述沉积技术包含溅射、真空热蒸发、电子束沉积和化学气相沉积(CVD)技术，如等离子体增强化学气相沉积(PECVD)和原子层沉积(ALD)。屏障层165可以包含具有单相的组合物以及具有多相的组合物。任何合适的材料或材料的组合可以用于屏障层165。屏障层165可以并入有机化合物或无机化合物或两者。优选的无机屏障层材料包含：氧化铝，如Al2O3；氧化硅，如SiO2；氮化硅，如SiNx；以及块状材料，如玻璃和金属。优选的有机屏障层材料包含聚合物。屏障层165可以包括单个层或多个层。在一个或多个层中包括一种或多种屏障材料的多层屏障对于某些装置可以是优选的。如在多层屏障SiNx/聚合物/SiNx中，多层屏障的一个优选实例是包括SiNx和聚合物的交替层的屏障。钙钛矿发光材料、有机发光材料和量子点发光材料所需的屏障层性质之间的实质相似性促进这些发光材料在单个装置，如堆叠式发光装置中的组合。
图6示出了具有两个发射单元的堆叠式发光装置300。发光装置300可以包括一个或多个PeLED、OLED或QLED发射单元。装置300可以包含第一电极310、第一发射单元320、第一电荷产生层330、第二发射单元340和第二电极350。装置300可以通过依次沉积所描述的层来制造。对于PeLED发射单元，发射单元包括钙钛矿发光材料。对于OLED发射单元，发射单元包括有机发光材料。对于QLED发射单元，发射单元包括量子点发光材料。
图8描绘了具有两个发射单元的堆叠式发光装置500的层结构。发光装置500可以包括一个或多个PeLED、OLED或QLED发射单元。装置500可以包含衬底505、阳极510、第一空穴注入层515、第一空穴输送层520、第一发射层525、第一空穴阻挡层530、第一电子输送层535、第一电荷产生层540、第二空穴注入层545、第二空穴输送层550、第二发射层555、第二空穴阻挡层560、第二电子输送层565、第一电子注入层570和阴极575。第一发射单元580可以包括第一空穴注入层515、第一空穴输送层520、第一发射层525、第一空穴阻挡层530和第一电子输送层535。第二发射单元585可以包括第二空穴注入层545、第二空穴输送层550、第二发射层555、第二空穴阻挡层560、第二电子输送层565和第一电子输送层570。装置500可以通过依次沉积所描述的层来制造。对于PeLED发射单元，发射单元包括钙钛矿发光材料。对于OLED发射单元，发射单元包括有机发光材料。对于QLED发射单元，发射单元包括量子点发光材料。
图7示出了具有三个发射单元的堆叠式发光装置400。发光装置400可以包括一个或多个PeLED、OLED或QLED发射单元。装置400可以包含第一电极410、第一发射单元420、第一电荷产生层430、第二发射单元440、第二电荷产生层450、第三发射单元460和第二电极470。装置400可以通过依次沉积所描述的层来制造。对于PeLED发射单元，发射单元包括钙钛矿发光材料。对于OLED发射单元，发射单元包括有机发光材料。对于QLED发射单元，发射单元包括量子点发光材料。
图9描绘了具有三个发射单元的堆叠式发光装置600的层结构。发光装置600可以包括一个或多个PeLED、OLED或QLED发射单元。装置600可以包含衬底605、阳极610、第一空穴注入层615、第一空穴输送层620、第一发射层625、第一电子输送层630、第一电荷产生层635、第二空穴输送层640、第二发射层645、第二电子输送层650、第二电荷产生层655、第三空穴输送层660、第三发射层665、第三电子输送层670、第一电子注入层675和阴极680。第一发射单元685可以包括第一空穴注入层615、第一空穴输送层620、第一发射层625和第一电子输送层630。第二发射单元690可以包括第二空穴输送层640、第二发射层645和第二电子输送层650。第三发射单元695可以包括第三空穴输送层660、第三发射层665、第三电子输送层670和第一电子注入层675。装置600可以通过依次沉积所描述的层来制造。对于PeLED发射单元，发射单元包括钙钛矿发光材料。对于OLED发射单元，发射单元包括有机发光材料。对于QLED发射单元，发射单元包括量子点发光材料。图9提供了如何可以从堆叠式发光装置中的一个或多个发射单元中省略一些层的一个实例。
图8和9中所展示的简单分层结构通过非限制性实例的方式提供，并且应当理解，本发明的实施例可以结合多种其它结构来使用。所描述的特定材料和结构在本质上是示例性的，并且可以使用其它材料和结构。基于如性能、设计和成本等因素，可以通过以不同方式组合所描述的各个层来实现功能性发光装置，或者可以完全省略层。还可以包含未具体描述的其它层。可以使用除了具体描述的材料之外的材料。尽管本文提供的许多实例将各个层描述为包括单一材料，但是应当理解，可以使用材料的组合。而且，层可以具有各个子层。本文给予各个层的名称不旨在严格限制。例如，在装置中，电子输送层可以将电子输送到发射层中，并且还阻挡空穴退出发射层，并且可以被描述为电子输送层或空穴阻挡层。
如图6、7、8和9中所描绘的堆叠式发光装置架构可以提供以下优点中的一个或多个优势：可以在装置的相同表面区域内将来自多个发射单元的光组合，由此增加装置的亮度；多个发射单元可以串联电连接，其中基本上相同的电流传递通过每个发射单元，从而允许装置在亮度增加而电流密度不会显著增加的情况下操作，由此延长装置的操作寿命；并且从单独发射单元发射的光的量可以单独控制，从而允许根据应用的需要调谐装置的亮度和/或颜色。发射单元串联的连接进一步允许直流电(DC)流动通过堆叠式发光装置内的每个发射单元。这使得堆叠式发光装置能够具有可与标准薄膜晶体管(TFT)背板设计，如用于驱动电子显示器的无源矩阵背板和有源矩阵背板兼容的简单两电子端子设计。
任选地，根据本发明的实施例制造的装置可以包括两个发射单元。任选地，根据本发明的实施例制造的装置可以包括三个发射单元。任选地，根据本发明的实施例制造的装置可以包括四个或更多个发射单元。
任选地，发射单元可以包括发射层。任选地，发射单元可以进一步包括一个或多个另外的层，如空穴注入层、空穴输送层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子输送层和/或电子注入层。任选地，发射单元内可以包含这些另外的层中的一些层，并且可以排除这些另外的层中的一些层。
根据本发明的实施例制造的装置任选地可以包括一个或多个电荷产生层。任选地，电荷产生层可以用于将堆叠式发光装置内的两个或更多个发射单元分开。图6中描绘的堆叠式发光装置300包括第一电荷产生层330，所述第一电荷产生层将第一发射单元320与第二发射单元340分开。图7中描绘的堆叠式发光装置400包括第一电荷产生层430，所述第一电荷产生层将第一发射单元420与第二发射单元440分开。图7中描绘的堆叠式发光装置400进一步包括第二电荷产生层450，所述第二电荷产生层将第二发射单元440与第三发射单元460分开。
电荷产生层330、430或450可以包括单层或多层。任选地，电荷产生层330、430或450可以包括用于电子的注入的n掺杂的层，以及用于空穴的注入的p掺杂的层。任选地，电荷产生层330、430或450可以包含空穴注入层(HIL)。任选地，电荷产生层330、430或450的p掺杂的层可以充当空穴注入层(HIL)。图9描绘了具有三个发射单元的堆叠式发光装置600，其中第一电荷产生层635包含空穴注入层(未示出)，并且第二电荷产生层655包含空穴注入层(未示出)。任选地，电荷产生层330、430或450可以被定位成与单独的空穴注入层相邻并接触。图8描绘了具有两个发射单元的堆叠式发光装置500，其中第一电荷产生层540与第二空穴注入层545相邻并接触。
任选地，电荷产生层330、430或450可以包含电子注入层(EIL)。任选地，电荷产生层330、430或450的n掺杂的层可以充当电子注入层(EIL)。图9描绘了具有三个发射单元的堆叠式发光装置600，其中第一电荷产生层635包含电子注入层(未示出)，并且第二电荷产生层655包含电子注入层(未示出)。任选地，电荷产生层330、430或450可以被定位成与单独的电子注入层相邻并接触。
电荷生成层330、430或450可以通过溶液过程或真空沉积过程沉积。电荷产生层330、430或450可以由实现电子和空穴的注入的任何适用的材料构成。电荷生成层330、430或450可以是掺杂的或未掺杂的。可以使用掺杂来增强传导性。
蒸气过程电荷产生层的一个实例为由以下组成的双层结构：作为用于电子注入的n掺杂的层的锂掺杂的BPhen(Li-BPhen)，与作为用于空穴注入的p掺杂的层的1,4,5,8,9,11-六氮杂苯并菲(HATCN)的组合。溶液过程电荷产生层的一个实例为由以下组成的双层结构：作为用于电子注入的n掺杂的层的聚乙烯亚胺(PEI)表面改性的氧化锌(ZnO)，与作为用于空穴注入的p掺杂的层的氧化钼(MoO3)或三氧化钨(WO3)的组合。其它材料或材料的组合可以用于电荷产生层。根据特定装置的配置，电荷产生层可以安置在与装置500和装置600中示出的位置不同的位置处。电荷生成层材料的上述实例均特别适合应用于PeLED。但是，这些材料也可以在OLED和QLED中有效实施。钙钛矿发光材料、有机发光材料和量子点发光材料所需的电荷产生层性质之间的实质相似性促进这些发光材料在单个装置，如堆叠式发光装置中的组合。
任选地，堆叠式发光装置内的一个或多个电荷产生层可以或可以不直接连接到一个或多个外部电源，并且因此可以是或可以不是可单独寻址的。将一个或多个电荷产生层连接到一个或多个外部来源的优点可以在于，可以单独控制来自单独发射单元的光发射，从而允许根据应用的需要调谐具有多个发射单元的堆叠式发光装置的亮度和/或颜色。不将电荷产生层中的一个或多个电荷产生层连接到一个或多个外部来源的优点可以在于，堆叠式发光装置然后可以是可与标准薄膜晶体管(TFT)背板设计，如用于驱动电子显示器的无源矩阵背板和有源矩阵背板兼容的两端子电子装置。
根据本发明的实施例制造的装置任选地可以包括由一个或多个电荷产生层分开的两个或更多个发射单元。任选地，两个或更多个发射单元以及一个或多个电荷产生层可以竖直地堆叠在装置内。
除非另有说明，否则可以通过任何合适的方法来沉积各个实施例的层中的任何层。方法包含真空热蒸发、溅射、电子束物理气相沉积、有机气相沉积和有机气相喷射印刷。其它合适的方法包含旋涂和其它基于溶液的工艺。可以使用促进用于PeLED、OLED和QLED装置的材料在单个装置，如堆叠式发光装置中的组合的基本上类似的工艺来沉积这些材料。
根据本发明的实施例制造的装置可以并入到各种范围的消费者产品中。任选地，装置可以用于电视、计算机监测器、平板电脑、膝上型计算机、智能电话、手机、数码相机、视频记录器、智能手表、健身跟踪器、个人数字助理、车辆显示器和其它电子装置的显示器。任选地，装置可以用于微型显示器或抬头式显示器。任选地，装置可以在用于智能包装或广告牌中的内部或外部照明和/或信号传导的光源中使用。
任选地，可以使用各种控制机制来控制根据本发明制造的发光装置，所述控制机制包含无源矩阵和有源矩阵寻址方案。
本文描述的材料和结构可以应用于除了发光装置之外的装置中。例如，如太阳能电池、光电检测器、晶体管或激光器等其它光电子装置可以采用所述材料和结构。
层、材料、区域、单元和装置在本文中可以参考其发射的光的颜色来描述。如本文所用，“红色”层、材料、区域、单元或装置是指发射具有峰波长在约580-780nm的范围内的发射光谱的光的层、材料、区域、单元或装置；“绿色”层、材料、区域、单元或装置是指发射具有峰波长在约500-580nm的范围内的发射光谱的光的层、材料、区域、单元或装置；“蓝色”层、材料、区域、单元或装置是指发射具有峰波长在约380-500nm的范围内的发射光谱的光的层、材料、区域、单元或装置；“浅蓝色”层、材料、区域、单元或装置是指发射具有峰波长在约460-500nm的范围内的发射光谱的光的层、材料、区域、单元或装置；并且“黄色”层、材料、区域、单元或装置是指发射具有峰波长在约540-600nm的范围内的发射光谱的光的层、材料、区域、单元或装置。优选范围包含在以下范围内的峰波长：约600-640nm(对于红色)、约510-550nm(对于绿色)、约440-465nm(对于蓝色)、约465-480nm(对于浅蓝色)以及约550-580nm(对于黄色)。
类似地，对颜色改变层的任何引用是指将另一种颜色的光转化或修改成具有如针对所述颜色所指定的波长的光的层。例如，“红色”颜色滤波器是指产生具有峰波长在约580-780nm范围内的发射光谱的光的滤波器。通常，存在两个等级的颜色改变层：通过去除不希望的光波长来修改光谱的颜色滤波器，以及将较高能量的光子转化成较低能量的光子的颜色更改层。
显示器技术正在迅速发展，其中最近的创新技术实现了具有更高分辨率、改进的帧速率和增强的对比度的更薄且更轻的显示器。然而，仍然需要显著改进的一个领域是色域。数字显示器目前不能够产生普通人在日常生活中体验到的许多颜色。为了统一行业并引导行业朝改进色域发展，已经定义了两个行业标准：DCI-P3和Rec.2020，其中DCI-P3通常被视为迈向Rec.2020的垫脚石。
DCI-P3由数字电影倡议组织(Digital Cinema Initiatives)(DCI)定义，并且电影电视工程师协会(Society of Motion Picture and Television Engineers)(SMPTE)发布。Rec.2020(更正式地被称为ITU-R建议书BT.2020)由国际电信联盟(InternationalTelecommunication Union)制定，旨在设定超高清电视的各个方面的目标，包含改进色域。
CIE 1931(x,y)色度图是由国际照明委员会(Commission Internationale de l'
Figure BDA0002851441980000311
)(CIE)于1931年创建的，用于定义普通人可以体验到的所有颜色感觉。数学关系描述了每种颜色在色度图中的位置。CIE 1931(x,y)色度图可以用于量化显示器的色域。白点(D65)位于中心，而颜色朝图的极限变得越加饱和(更深)。图10示出了CIE 1931(x,y)色度图，其中向图上的不同位置添加了标签，以实现对颜色空间内的颜色分布的一般理解。图11示出了叠加在CIE 1931(x,y)色度图上的(a)DCI-P3和(b)Rec.2020颜色空间。三角形的尖端分别是DCI-P3和Rec.2020的原色，而封闭在三角形内的颜色均为可以通过组合这些原色而再现的颜色。对于满足DCI-P3色域规范的显示器，显示器的红色、绿色和蓝色子像素必须发射至少与DCI-P3原色一样深的颜色的光。对于满足Rec.2020色域规范的显示器，显示器的红色、绿色和蓝色子像素必须发射与Rec.2020原色在颜色上至少一样深的光。Rec.2020的原色显著比DCI-P3更深，并且因此实现针对色域的Rec.2020标准被视为比实现DCI-P3标准的技术挑战性更大。
OLED显示器可以成功渲染DCI-P3色域。例如，带有OLED显示器的智能手机，如iPhone X(苹果)、Galaxy S9(三星)和OnePlus 5(OnePlus)都可以渲染DCI-P3色域。商用液晶显示器(LCD)也可以成功渲染DCI-P3色域。例如，Surface Studio(微软)、Mac Book Pro和iMac Pro(均为苹果)中的LCD都可以渲染DCI-P3色域。另外，电致发光和光致发光量子点技术也已经用于展示具有宽色域的电致发光和光致发光QLED显示器。然而，直到现在，尚未展示出可以渲染Rec.2020色域的显示器。
在此，公开了一种新颖的堆叠式发光装置架构，其包含一种或多种钙钛矿发光材料。在各个实施例中，当在显示器的子像素中实施时，堆叠式发光装置架构可以使子像素能够渲染DCI-P3色域的原色。在各个实施例中，当在显示器的子像素中实施时，堆叠式发光装置架构可以使子像素能够渲染Rec.2020色域的原色。
层、材料、区域、单元和装置在本文中可以参考其发射的光的颜色来描述。如本文中所用，“白色”层、材料、区域、单元或装置是指发射色度坐标大约位于普朗克轨迹上的光的层。普朗克轨迹是白炽黑体的颜色在特定色度空间中随着黑体温度变化而采取的路径或轨迹。图13描绘了CIE 1931(x,y)颜色空间色度图的再现，其还示出了普朗克轨迹。光的色度如何紧密匹配普朗克轨迹可以依据Duv＝√(Δu'2+Δv'2)来量化，所述Duv为在来自普朗克轨迹的发光装置色度的CIE 1976(u',v')颜色空间中的距离。CIE 1976(u',v')颜色空间优先于CIE 1931(x,y)颜色空间使用，因为在CIE 1976(u',v')颜色空间中，距离与感知到的颜色的差异大约成比例。转化非常简单：u'＝4x/(-2x+12y+3)并且v'＝9y/(-2x+12y+3)。如本文中所用，“白色”层、材料、区域、单元或装置是指发射CIE 1976(u',v')色度坐标的Duv小于或等于0.010的光的层、材料、区域、单元或装置。
可以用于量化“白色”光的另外的指标包含相关颜色温度(CCT)，所述相关颜色温度为辐射的颜色的光与光源的光相当的理想黑体辐射器的温度。优选地，“白色”光源的CCT应在大约2700K到6500K的范围内。更优选地，“白色”光源的CCT应在大约3000K到5000K的范围内。
可以用于量化“白色”光的另外的指标包含颜色渲染指数(CRI)，所述颜色渲染指数为与理想光源或自然光源相比光源准确渲染各种对象的颜色的能力的定量度量。较高的CRI值通常对应于能够更准确地渲染颜色的光源，其中100为CRI的理论最大值。优选地，“白色”光源的CRI应大于或等于80。更优选地，“白色”光源的CRI应大于或等于90。
堆叠式发光装置的优点是本领域已知的：可以在相同表面区域内将来自多个发射单元的光组合，由此增加装置的亮度；多个发射单元可以串联电连接，其中基本上相同的电流传递通过每个发射单元，从而允许装置在亮度增加而电流密度不会显著增加的情况下操作，由此延长装置的操作寿命；并且从单独发射单元发射的光的量可以单独控制，从而允许根据应用的需要调谐装置的亮度和/或颜色。发射单元串联的连接进一步允许直流电(DC)流动通过堆叠式发光装置内的每个发射单元。这使得堆叠式发光装置能够具有可与标准薄膜晶体管(TFT)背板设计，如用于驱动电子显示器的无源矩阵背板和有源矩阵背板兼容的简单两电子端子设计。
包含有机发光材料的堆叠式发光装置的实例在美国专利US 5707745 B1,Forrest等人和Jung等人中进行了描述。所有这些引文均通过引用以其整体包含在此。美国专利US5707745 B1描述了一种多色堆叠式有机发光装置。Forrest等人描述了包括可独立寻址的红色、绿色和蓝色发射单元的堆叠式有机发光装置。Jung等人描述了具有三个发射单元的顶发射堆叠式有机发光装置，其中来自三个发射单元的光可以组合以产生从装置发射白色光。
尽管已知堆叠式发光装置的性能优点与有机发光材料有关，但是迄今为止，尚未展示包括钙钛矿发光材料的堆叠式发光装置。展示了，通过将至少一种钙钛矿发光材料包含在堆叠式发光装置的一个或多个发射单元中，可以实现各种另外的性能优点。
可以使用表1和图12中示出的数据展示将至少一种钙钛矿发光材料包含在堆叠式发光装置的至少一个发射单元中的一个或多个优点。表1和图12中的数据还可以用于展示在堆叠式发光装置架构中将包含钙钛矿发光材料的一个或多个发射单元与包含有机发光材料和/或量子点发光材料的一个或多个发射单元组合的一个或多个优点。
表1示出了针对单个发射单元红色、绿色和蓝色PeLED、OLED和QLED装置的CIE1931(x,y)颜色坐标。表1中还包含针对DCI-P3和Rec.2020色域标准的CIE 1931(x,y)颜色坐标。通常，对于红色光，较高的CIE x值对应于较深的发射颜色，对于绿色光，较高的CIE y值对应于较深的发射颜色，并且对于蓝色光，较低的CIE y值对应于较深的发射颜色。这可以参照图12进行理解，所述图包含针对表1中的红色、绿色和蓝色R&D PeLED(圆圈)、蓝色R&D OLED(五边形)、红色R&D QLED(三角形)和商用OLED(正方形)装置数据的标记，以及针对图12a中的DCI-P3色域和针对图12b中的Rec.2020色域的原色的标记。
Figure BDA0002851441980000341
表1：针对示例性单个发射单元PeLED、OLED和QLED装置的CIE 1931(x,y)颜色坐标。还包含针对DCI-P3和Rec.2020色域标准的颜色坐标。
图14描绘了单个发射单元红色、绿色和蓝色PeLED、OLED和QLED的示例性电致发光发射光谱。使用虚线描绘的红色、绿色和蓝色光谱对应于商用OLED装置(如Apple iPhone X中的装置)光谱，所述光谱可以于渲染DCI-P3色域。使用实线描绘的红色光谱对应于具有单个发射单元的红色发光R&D PeLED装置的光谱。使用实线描绘的绿色光谱对应于具有单个发射单元的绿色发光R&D PeLED装置的光谱。使用实线描绘的蓝色光谱对应于具有单个发射单元的蓝色发光R&D OLED装置的光谱。从图14可以看出，随着发射光谱变窄，发射颜色变得更加饱和。图14中使用实线描绘的电致发光光谱对应于可以用于渲染Rec.2020色域的发光装置。
表1中所报告的针对单个发射单元红色、绿色和蓝色PeLED、OLED和QLED装置的CIE1931(x,y)颜色坐标数据是示例性的。商用OLED数据是从完全支持DCI-P3色域的苹果iPhone X提取的。此数据集可从DisplayMate技术公司(DisplayMate TechnologiesCorporation)(Soneira等人)的Raymond Soneira获得。针对R&D PeLED、R&D OLED和R&DQLED装置的数据是从同行评审的科学期刊提取的：红色R&D PeLED数据是从Wang等人提取的。红色R&D QLED数据是从Kathirgamanathan等人提取的(2)。绿色R&D PeLED数据是从Hirose等人提取的。蓝色R&D PeLED数据是从Kumar等人提取的。蓝色R&D OLED数据是从Takita等人提取的。来自这些来源的数据仅通过举例的方式使用，并且应被视为非限制性的。来自其它同行评审的科学期刊的数据、从实验室装置收集的模拟数据和/或实验数据也可以用于展示所要求保护的堆叠式发光装置架构的上述优点。
如从表1和图12a可以看到的，现有有机发光材料和装置已经可以用于展示如苹果iPhone X所例示的可以渲染DCI-P3色域的商用显示器。然而，如从图12b可以看到的，现有有机发光材料和装置单独不能用于展示可以渲染Rec.2020色域的显示器。表1和图12b示出了展示可以渲染Rec.2020色域的显示器的一个途径是在显示器的子像素中将一种或多种钙钛矿发光材料包含在一个或多个发光装置中。
然而，色域仅是可以测量显示器的性能的一个度量。在用于在显示器中应用的发光装置的设计中，还必须考虑其它参数，如效率、亮度、操作寿命、电压、过程条件和成本。值得注意的是，在钙钛矿发光材料开发的早期阶段，其操作寿命相对较短。例如，先前报道的具有钙钛矿发光材料的单个发射单元装置架构的全部操作寿命均不足以满足商业显示器和照明面板的应用的要求。
在本发明中，提出了一种具有多个发射单元的堆叠式发光装置架构，其中至少一个发射单元包括钙钛矿发光材料。通过将多个发射单元堆叠在发光装置中，基本上相同的电流可以传递通过每个发射单元，从而允许装置在亮度增加而电流密度不会显著增加的情况下操作，由此延长装置的操作寿命。
通常，PeLED、OLED或QLED在辉度(L)下的操作寿命(LT)可以表示为LT2＝LT1×(L1/L2)AF，其中LT1为装置在高辉度L1下的测量的寿命，LT2为(低)辉度L2下的预测的寿命，并且AF为加速因子。对于PeLED、OLED和QLED，用于将较高辉度下的测量的寿命转化为较低辉度下的预测的寿命的近似加速因子已确定为处于1.5–2.0的范围内。
对于包括两个发射单元的堆叠式发光装置，针对相同总装置辉度，每个发射单元可以在比具有单个发射单元的等效发光装置所需的辉度L1低两倍的辉度L2下操作。如果假设加速度因子为2.0，则具有两个发射单元的堆叠式发光装置的预期操作寿命为具有单个发射单元的等效发光装置的预期操作寿命的22＝4倍。此外，对于包括三个发射单元的堆叠式发光装置，针对相同总装置辉度，每个发射单元可以在比具有单个发射单元的等效发光装置所需的辉度L1低三倍的辉度L2下操作。如果假设加速度因子为2.0，则具有三个发射单元的堆叠式发光装置的预期操作寿命为具有单个发射单元的等效发光装置的预期操作寿命的32＝9倍。因此，使用堆叠式发光装置架构的方法可以加速钙钛矿发光材料在商业显示器和照明面板中的采用。
任选地，通过将一种或多种钙钛矿发光材料包含在堆叠式发光装置中，装置可以发射其中CIE 1931(x,y)＝(0.100,0.810)的绿色光，所述绿色光如从图12b中可以看到的，比Rec.2020标准的其中CIE 1931(x,y)＝(0.170,0.797)的绿色原色更加饱和。任选地，比Rec.2020标准的绿色原色更加饱和的色度可以使用包括第一发射单元和第二发射单元的堆叠式发光装置展示，其中第一发射单元包括钙钛矿绿色发光材料，并且第二发射单元包括钙钛矿绿色发光材料。任选地，比Rec.2020标准的绿色原色更加饱和的色度可以使用包括第一发射单元、第二发射单元和第三发射单元的堆叠式发光装置展示，其中第一发射单元包括钙钛矿绿色发光材料，第二发射单元包括钙钛矿绿色发光材料，并且第三发射单元包括钙钛矿绿色发光材料。
任选地，通过将一种或多种钙钛矿发光材料包含在堆叠式发光装置中，装置的一个或多个发射单元可以发射其中CIE 1931(x,y)＝(0.720,0.280)的红色光，所述红色光如从图12b中可以看到的，比Rec.2020标准的其中CIE 1931(x,y)＝(0.708,0.292)的红色原色更加饱和。任选地，比Rec.2020标准的红色原色更加饱和的色度可以使用包括第一发射单元和第二发射单元的堆叠式发光装置展示，其中第一发射单元包括钙钛矿红色发光材料，并且第二发射单元包括钙钛矿红色发光材料。任选地，比Rec.2020标准的红色原色更加饱和的色度可以使用包括第一发射单元、第二发射单元和第三发射单元的堆叠式发光装置展示，其中第一发射单元包括钙钛矿红色发光材料，第二发射单元包括钙钛矿红色发光材料，并且第三发射单元包括钙钛矿红色发光材料。
此外，在本发明中，提出了在某些情况下可能有利的是，在堆叠式发光装置架构中将包括钙钛矿发光材料的一个或多个发射单元与包括量子点发光材料的一个或多个发射单元组合。
任选地，通过将一种或多种量子点发光材料包含在堆叠式发光装置中，装置的一个或多个发射单元可以发射其中CIE 1931(x,y)＝(0.712,0.288)的红色光，所述红色光如从图12b中可以看到的，比Rec.2020标准的其中CIE 1931(x,y)＝(0.708,0.292)的红色原色更加饱和。如本文所述，来自包括量子点发光材料的示例性发射单元的红色光发射的颜色饱和度可以稍小于来自包括钙钛矿发光材料的示例性发射单元的红色光发射的颜色饱和度。然而，在某些情况下，包含量子点红色发光材料可以为装置提供一个或多个优点，如效率提高、亮度更高、操作寿命提高、电压更低和/或成本降低，并且因此对于在堆叠式发光装置架构中实施可以是优选的。
任选地，比Rec.2020标准的红色原色更加饱和的色度可以使用包括第一发射单元和第二发射单元的堆叠式发光装置展示，其中至少一个发射单元包括钙钛矿红色发光材料，并且至少一个发射单元包括量子点红色发光材料。任选地，比Rec.2020标准的红色原色更加饱和的色度可以使用包括第一发射单元、第二发射单元和第三发射单元的堆叠式发光装置展示，其中至少一个发射单元包括钙钛矿红色发光材料，并且至少一个发射单元包括量子点红色发光材料。
此外，在本发明中，提出了在某些情况下可能有利的是，在堆叠式发光装置架构中将包括钙钛矿发光材料的一个或多个发射单元与包括有机发光材料的一个或多个发射单元组合。
任选地，通过将一种或多种有机发光材料包含在堆叠式发光装置中，装置的一个或多个发射单元可以发射其中CIE 1931(x,y)＝(0.146,0.045)的蓝色光，所述蓝色光如从图12b中可以看到的，比Rec.2020标准的其中CIE 1931(x,y)＝(0.131,0.046)的蓝色原色更加饱和。
任选地，比Rec.2020标准的蓝色原色更加饱和的色度可以使用包括第一发射单元和第二发射单元的堆叠式发光装置展示，其中至少一个发射单元包括钙钛矿蓝色发光材料，并且至少一个发射单元包括有机蓝色发光材料。任选地，比Rec.2020标准的蓝色原色更加饱和的色度可以使用包括第一发射单元、第二发射单元和第三发射单元的堆叠式发光装置展示，其中至少一个发射单元包括钙钛矿蓝色发光材料，并且至少一个发射单元包括有机蓝色发光材料。
如本文所述，来自包括钙钛矿蓝色发光材料的示例性发射单元的蓝色光发射的颜色饱和度可以稍小于来自包括有机蓝色发光材料的示例性发射单元的蓝色光发射的颜色饱和度。例如，如表1中示出的，钙钛矿蓝色发光材料可以发射其中CIE 1931(x,y)＝(0.166,0.079)的光，所述光如从图12b中可以看到的，比Rec.2020标准的其中CIE 1931(x,y)＝(0.131,0.046)的蓝色原色欠饱和。然而，在某些情况下，包含钙钛矿蓝色发光材料可以为装置提供一个或多个优点，如效率提高、亮度更高、操作寿命提高、电压更低和/或成本降低，并且因此对于在堆叠式发光装置架构中实施可以是优选的。在来自包括钙钛矿蓝色发光材料的发射单元和包括有机蓝色发光材料的发射单元的光发射的正确组合的情况下，堆叠式发光装置可以发射色度比Rec.2020标准的蓝色原色更加饱和，同时保持包含蓝色钙钛矿发光材料的优势的蓝色光。
任选地，通过将包括一种或多种钙钛矿发光材料的一个或多个发射单元与包括一种或多种有机发光材料和/或一种或多种量子点发光材料的一个或多个发射单元组合，可以展示可以渲染DCI-P3色域的原色的堆叠式发光装置。在一个实施例中，堆叠式发光装置可以发射CIE 1931 x坐标大于或等于0.680的红色光。在一个实施例中，堆叠式发光装置可以发射CIE 1931 y坐标大于或等于0.690的绿色光。在一个实施例中，堆叠式发光装置可以发射CIE 1931 y坐标小于或等于0.060的蓝色光。此装置的优点可以在于其满足DCI-P3显示器标准的色域要求。此装置的优点可以在于，当在显示器的一个或多个子像素中实施时，显示器可以渲染日常生活中体验到的更宽范围的颜色，从而提高功能性和用户体验。
任选地，通过将包括一种或多种钙钛矿发光材料的一个或多个发射单元与包括一种或多种有机发光材料和/或一种或多种量子点发光材料的一个或多个发射单元组合，可以展示可以渲染Rec.2020色域的原色的堆叠式发光装置。在一个实施例中，堆叠式发光装置可以发射CIE 1931 x坐标大于或等于0.708的红色光。在一个实施例中，堆叠式发光装置可以发射CIE 1931 y坐标大于或等于0.797的绿色光。在一个实施例中，堆叠式发光装置可以发射CIE 1931 y坐标小于或等于0.046的蓝色光。此装置的优点可以在于其满足Rec.2020显示器标准的色域要求。此装置的优点可以在于，当在显示器的一个或多个子像素中实施时，显示器可以渲染日常生活中体验到的更宽范围的颜色，从而提高功能性和用户体验。
任选地，通过将一种或多种钙钛矿发光材料包含在堆叠式发光装置中，装置可以发射白色光。任选地，白色光发射可以使用包括第一发射单元和第二发射单元的堆叠式发光装置展示，其中至少一个发射单元包括黄色发光材料，并且至少一个发射单元包括蓝色发光材料。白色光发射可以通过组合来自相应发射单元的黄色和蓝色光发射展示。
任选地，黄色发光材料可以是钙钛矿发光材料，并且蓝色发光材料可以是钙钛矿发光材料、有机发光材料或量子点发光材料。任选地，黄色发光材料可以是钙钛矿发光材料、有机发光材料或量子点发光材料，并且蓝色发光材料可以是钙钛矿发光材料。任选地，黄色发光材料可以是钙钛矿发光材料，并且蓝色发光材料可以是钙钛矿发光材料。任选地，黄色发光材料可以是钙钛矿发光材料，并且蓝色发光材料可以是有机发光材料。包含有机蓝色发光材料可以是优选的，因为此材料可以使装置能够展示更长的操作寿命。
任选地，白色光发射可以使用包括第一发射单元、第二发射单元和第三发射单元的堆叠式发光装置展示，其中至少一个发射单元包括红色发光材料，至少一个发射单元包括绿色发光材料，并且至少一个发射单元包括蓝色发光材料。白色光发射可以通过组合来自相应发射单元的红色、绿色和蓝色光发射展示。
任选地，红色发光材料可以是钙钛矿发光材料，绿色发光材料可以是钙钛矿发光材料、有机发光材料或量子点发光材料，并且蓝色发光材料可以是钙钛矿发光材料、有机发光材料或量子点发光材料。任选地，红色发光材料可以是钙钛矿发光材料、有机发光材料或量子点发光材料，绿色发光材料可以是钙钛矿发光材料，并且蓝色发光材料可以是钙钛矿发光材料、有机发光材料或量子点发光材料。任选地，红色发光材料可以是钙钛矿发光材料，有机发光材料或量子点发光材料，绿色发光材料可以是钙钛矿发光材料、有机发光材料或量子点发光材料，并且蓝色发光材料可以是钙钛矿发光材料。任选地，红色发光材料可以是钙钛矿发光材料，绿色发光材料可以是钙钛矿发光材料，并且蓝色发光材料可以是钙钛矿发光材料。任选地，红色发光材料可以是钙钛矿发光材料，绿色发光材料可以是钙钛矿发光材料，并且蓝色发光材料可以是有机发光材料。包含有机蓝色发光材料可以是优选的，因为此材料可以使装置能够展示更长的操作寿命。
包括一种或多种钙钛矿发光材料的此类堆叠式白色发光装置可以是有利的，因为钙钛矿发光材料的更高色彩饱和度可以实现与包括仅有机发光材料和/或量子点发光材料的等效装置相比，具有更高颜色渲染指数(CRI)的白色光发射。这对于在照明面板中的应用可能是有利的。
包括一种或多种钙钛矿发光材料的此类堆叠式白色发光装置可以是有利的，因为钙钛矿发光材料的更高色彩饱和度可以使装置能够任选地耦接到与包括仅有机发光材料和/或量子点发光材料的等效装置相比，更有效的一个或多个颜色改变层。这对于在显示器中的应用可能是有利的。
图15描绘了具有两个发射单元的堆叠式发光装置的发射单元的各种配置。在每种配置中，堆叠式发光装置包括第一电极310、第一发射单元320、第一电荷产生层330、第二发射单元340和第二电极350。第一发射单元320、第一电荷产生层330和第二发射单元340安置在第一电极310与第二电极350之间。第一发射单元320安置在第一电极310上方。第一电荷产生层330安置第一发射单元320上方。第二发射单元340安置在第一电荷产生层330上方。第二电极350安置在第二发射单元340上方。在每种配置中，堆叠式发光装置包括包含钙钛矿发光材料的至少一个发射单元，以及包含钙钛矿发光材料、有机发光材料或量子点发光材料的至少一个另外的发射单元。此类堆叠式发光装置架构可以是有利的，因为不同发光材料的组合可以使得能够为每个发射单元选择最佳类型的发光材料，从而将性能增强到超出包括仅单个类型的发光材料，如仅钙钛矿发光材料、仅有机发光材料或仅量子点发光材料的堆叠式发光装置可以实现的性能。例如，可以增强装置的色域、电致发光效率和/或电致发光稳定性。
为了简单起见，在图15、16和17中，将包括钙钛矿发光材料的发射单元标记为“PELED”，将包括有机发光材料的发射单元标记为“OLED”，并且将包括量子点发光材料的发射单元被标记为“QLED”。将包括钙钛矿发光材料、有机发光材料或量子点发光材料的发射单元标记为“PeLED、OLED或QLED”。
在一个实施例中，第一发射单元320可以包括钙钛矿发光材料，并且第二发射单元340可以包括钙钛矿发光材料、有机发光材料或量子点发光材料。此实施例由图15a中的堆叠式发光装置700描绘。
在一个实施例中，第一发射单元320可以包括钙钛矿发光材料、有机发光材料或量子点发光材料，并且第二发射单元340可以包括钙钛矿发光材料。此实施例由图15b中的堆叠式发光装置710描绘。
在一个实施例中，至少一个另外的发射单元可以包括钙钛矿发光材料或有机发光材料。此实施例由图15c中的堆叠式发光装置720、图15d中的730和图15f中的750描绘。
在一个实施例中，第一发射单元320可以包括钙钛矿发光材料，并且第二发射单元340可以包括钙钛矿发光材料。此实施例由图15c中的堆叠式发光装置720描绘。此装置架构可以是有利的，因为可以针对包括仅PeLED发射单元的堆叠式发光装置简化制造过程。
在一个实施例中，至少一个另外的发射单元可以包括有机发光材料。此实施例由图15d中的堆叠式发光装置730和图15f中的750描绘。此装置架构可以是有利的，因为钙钛矿发光材料对于堆叠式发光装置的至少一个发射单元可以是优选的，但是如果对装置的另外的发射单元使用了有机发光材料，则可以增强装置的性能。例如，可以增强装置的色域、电致发光效率和/或电致发光稳定性。PeLED发射单元与OLED发射单元在堆叠式发光装置内的组合可以是特别有利的，因为具有商业性能的有机发光材料可以通过钙钛矿发光材料的性能补充和增强。
在一个实施例中，第一发射单元320可以包括钙钛矿发光材料，并且第二发射单元340可以包括有机发光材料。此实施例由图15d中的堆叠式发光装置730描绘。
在一个实施例中，第一发射单元320可以包括有机发光材料，并且第二发射单元340可以包括钙钛矿发光材料。此实施例由图15f中的堆叠式发光装置750描绘。
在一个实施例中，至少一个另外的发射单元可以包括钙钛矿发光材料或量子点发光材料。此实施例由图15c中的堆叠式发光装置720、图15e中的740和图15g中的760描绘。
在一个实施例中，第一发射单元320可以包括钙钛矿发光材料，并且第二发射单元340可以包括钙钛矿发光材料。此实施例由图15c中的堆叠式发光装置720描绘。此装置架构可以是有利的，因为可以针对包括仅PeLED发射单元的堆叠式发光装置简化制造过程。
在一个实施例中，至少一个另外的发射单元可以包括量子点发光材料。此实施例由图15e中的堆叠式发光装置740和图15g中的760描绘。此装置架构可以是有利的，因为钙钛矿发光材料对于堆叠式发光装置的至少一个发射单元可以是优选的，但是如果对装置的另外的发射单元使用了量子点发光材料，则可以增强装置的性能。例如，可以增强装置的色域、电致发光效率和/或电致发光稳定性。PeLED发射单元与QLED发射单元在堆叠式发光装置内的组合可以是特别有利的，因为钙钛矿发光材料和量子点发光材料的结构相似性可以允许这些发射单元在很少或无增加的复杂度的情况下一起制造。例如，在溶液处理制造的情况下，可以使用普通溶剂来处理钙钛矿发光材料和量子点发光材料。
在一个实施例中，第一发射单元320可以包括钙钛矿发光材料，并且第二发射单元340可以包括量子点发光材料。此实施例由图15e中的堆叠式发光装置740描绘。
在一个实施例中，第一发射单元320可以包括量子点发光材料，并且第二发射单元340可以包括钙钛矿发光材料。此实施例由图15g中的堆叠式发光装置760描绘。
在一个实施例中，堆叠式发光装置的每个发射单元可以包括一个且不多于一个发射层。在一个实施例中，堆叠式发光装置的每个发射单元可以包括一种且不多于一种发光材料。此类发光装置可以是有利的，因为其可以实现高度饱和的光的发射。此类发光装置的优点还可以在于，其可以简化产生过程。
在一个实施例中，堆叠式发光装置可以包含微腔结构。任选地，如本文所述，可以在使用透明且部分反射的电极与相反的反射电极的组合时创建微腔结构。任选地，在标准装置架构中，可以使用透明且部分反射的多层阳极(如ITO/Ag/ITO)与反射多层阴极(如LiF/Al)的组合来创建底部发射微腔结构，其中Ag厚度小于大约25nm。在此架构中，光发射是通过阳极。任选地，在标准装置架构中，可以使用透明且部分反射的复合阴极(如Mg:Ag)与反射多层阳极(如ITO/Ag/ITO)的组合来创建顶发射微腔结构，其中Ag厚度大于大约80nm。在此架构中，光发射是通过阴极。
此装置的优点可以在于，此微腔结构可以增加从装置发射的光的总量，从而增加装置的效率和亮度。此装置的另外的优点可以在于，此微腔结构可以增加沿正向方向从装置发射的光的比例，从而增加用户的以法向入射定位的装置的表观亮度。此装置的另外的优点可以在于，此微腔结构可以缩窄来自装置的所发射的光的光谱，从而增加所发射的光的颜色饱和度。此微腔结构对装置的应用由此可以使装置能够渲染DCI-P3色域的原色。此微腔结构对装置的应用由此可以使装置能够渲染Rec.2020色域的原色。
在一个实施例中，堆叠式发光装置可以发射红色光。在一个实施例中，堆叠式发光装置可以发射能够渲染DCI-P3色域的红色原色的红色光。在一个实施例中，堆叠式发光装置可以发射CIE 1931 x坐标大于或等于0.680的红色光。在一个实施例中，堆叠式发光装置可以发射能够渲染Rec.2020色域的红色原色的红色光。在一个实施例中，堆叠式发光装置可以发射CIE 1931 x坐标大于或等于0.708的红色光。如表1所描绘的，颜色的此深度可以使用一种或多种钙钛矿发光材料和/或一种或多种量子点发光材料实现。当在显示器的子像素中实施时，此装置可使显示器能够渲染更宽范围的颜色。
在一个实施例中，堆叠式发光装置可以发射绿色光。在一个实施例中，堆叠式发光装置可以发射能够渲染DCI-P3色域的绿色原色的绿色光。在一个实施例中，堆叠式发光装置可以发射CIE 1931 y坐标大于或等于0.690的绿色光。在一个实施例中，堆叠式发光装置可以发射能够渲染Rec.2020色域的绿色原色的绿色光。在一个实施例中，堆叠式发光装置可以发射CIE 1931 y坐标大于或等于0.797的绿色光。如表1所描绘的，颜色的此深度可以使用一种或多种钙钛矿发光材料实现。当在显示器的子像素中实施时，此装置可使显示器能够渲染更宽范围的颜色。
在一个实施例中，粘着性发光装置可以发射蓝色光。在一个实施例中，堆叠式发光装置可以发射能够渲染DCI-P3色域的蓝色原色的蓝色光。在一个实施例中，堆叠式发光装置可以发射CIE 1931 y坐标小于或等于0.060的蓝色光。在一个实施例中，堆叠式发光装置可以发射能够渲染Rec.2020色域的蓝色原色的蓝色光。在一个实施例中，堆叠式发光装置可以发射CIE 1931 y坐标小于或等于0.046的蓝色光。如表1所描绘的，颜色的此深度可以使用一种或多种有机发光材料实现。当在显示器的子像素中实施时，此装置可使所述显示器能够渲染更宽范围的颜色。
在一个实施例中，堆叠式发光装置可以发射白色光。在一个实施例中，堆叠式发光装置可以并入到照明面板中。在一个实施例中，堆叠式发光装置可以发射Duv小于或等于0.010的白色光。在一个实施例中，堆叠式发光装置可以发射Duv小于或等于0.005的白色光。具有较小Duv值可以是有利的，因为发光装置可以非常类似于黑体辐射器。在一个实施例中，堆叠式发光装置可以发射CCT在大约2700K到6500K的范围内的白色光。在一个实施例中，堆叠式发光装置可以发射CCT在大约3000K到5000K的范围内的光。具有处于此范围内的CCT可以是有利的，因为发光装置可以显现更自然的颜色，并且可以满足针对固态照明的能源之星认证的美国能源部(United States Department of Energy)标准。在一个实施例中，堆叠式发光装置可发射使得发光装置的CRI大于或等于80的白色光。在一个实施例中，堆叠式发光装置可发射使得发光装置的CRI大于或等于90的白色光。具有高CRI可以是有利的，因为发光装置可以能够更准确地渲染颜色。
在一个实施例中，堆叠式发光装置可以并入到显示器的子像素中。在一个实施例中，堆叠式发光装置可以发射CCT为大约6504K的白色光。具有大约6504K的CCT可以是有利的，因为可以将显示器容易地校准到光源D65白点，所述光源D65白点为用于DCI-P3和Rec.2020标准两者的白点。
在一个实施例中，堆叠式发光装置可以包含在显示器的子像素中。任选地，显示器可以并入到宽范围的消费者产品中。任选地，显示器可以用于电视、计算机监测器、平板电脑、膝上型计算机、智能电话、手机、数码相机、视频记录器、智能手表、健身跟踪器、个人数字助理、车辆显示器和其它电子装置。任选地，显示器可以用于微型显示器或抬头式显示器。任选地，显示器可以在用于智能包装或广告牌中的内部或外部照明和/或信号传导的光源中使用。
在一个实施例中，堆叠式发光装置可以包含在照明面板中。任选地，照明面板可以包含在宽范围的消费者产品中。任选地，照明面板可以在智能包装或广告牌中用于外部照明和/或信号传导。
图16描绘了具有三个发射单元的堆叠式发光装置的发射单元的各种配置。在每种配置中，堆叠式发光装置包括第一电极410、第一发射单元420、第一电荷产生层430、第二发射单元440、第二电荷产生层450、第三发射单元460和第二电极470。第一发射单元420、第一电荷产生层430、第二发射单元440、第二电荷产生层450和第三发射单元460安置在第一电极410与第二电极470之间。第一发射单元420安置在第一电极410上方。第一电荷产生层430安置第一发射单元420上方。第二发射单元440安置在第一电荷产生层430上方。第二电荷产生层450安置第二发射单元440上方。第三发射单元460安置在第二电荷产生层450上方。第二电极470安置在第三发射单元460上方。在每种配置中，堆叠式发光装置包括包含钙钛矿发光材料的至少一个发射单元，以及各自包含钙钛矿发光材料、有机发光材料或量子点发光材料的至少两个另外的发射单元。此类堆叠式发光装置架构可以是有利的，因为不同发光材料的组合可以使得能够为每个发射单元选择最佳类型的发光材料，从而将性能增强到超出包括仅单个类型的发光材料，如仅钙钛矿发光材料、仅有机发光材料或仅量子点发光材料的堆叠式发光装置可以实现的性能。例如，可以增强装置的色域、电致发光效率和/或电致发光稳定性。
在一个实施例中，第一发射单元420可以包括钙钛矿发光材料，第二发射单元440可以包括钙钛矿发光材料、有机发光材料或量子点发光材料，并且第三发射单元460可以包含钙钛矿发光材料、有机发光材料或量子点发光材料。此实施例由图16a中的堆叠式发光装置800描绘。
在一个实施例中，第一发射单元420可以包括钙钛矿发光材料、有机发光材料或量子点发光材料，第二发射单元440可以包括钙钛矿发光材料，并且第三发射单元460可以包含钙钛矿发光材料、有机发光材料或量子点发光材料。此实施例由图16b中的堆叠式发光装置805描绘。
在一个实施例中，第一发射单元420可以包括钙钛矿发光材料、有机发光材料或量子点发光材料，第二发射单元440可以包括钙钛矿发光材料、有机发光材料或量子点发光材料，并且第三发射单元460可以包含钙钛矿发光材料。此实施例由图16c中的堆叠式发光装置810描绘。
在一个实施例中，至少三个发射单元中的至少两个另外的发射单元可以各自包括钙钛矿发光材料或有机发光材料。此实施例图16d中的堆叠式发光装置815、图16e中的820、图16g中的830、图16i中的840、图17a中的900、图17e中的920以及图17i中的940描绘。
在一个实施例中，第一发射单元420可以包括钙钛矿发光材料，第二发射单元440可以包括钙钛矿发光材料，并且第三发射单元460可以包括钙钛矿发光材料。此实施例由图16d中的堆叠式发光装置815描绘。此装置架构可以是有利的，因为可以针对包括仅PeLED发射单元的堆叠式发光装置简化制造过程。
在一个实施例中，至少三个发射单元中的至少两个另外的发射单元各自包括钙钛矿发光材料或有机发光材料，其中至少两个另外的发射单元中的至少一个另外的发射单元包括有机发光材料。此实施例图16e中的堆叠式发光装置820、图16g中的830、图16i中的840、图17a中的900、图17e中的920以及图17i中的940描绘。此装置架构可以是有利的，因为钙钛矿发光材料对于堆叠式发光装置的至少一个发射单元可以是优选的，但是如果对装置的至少一个另外的发射单元使用了有机发光材料，则可以增强装置的性能。例如，可以增强装置的色域、电致发光效率和/或电致发光稳定性。PeLED发射单元与OLED发射单元在堆叠式发光装置内的组合可以是特别有利的，因为具有商业性能的有机发光材料可以通过钙钛矿发光材料的性能补充和增强。
在一个实施例中，至少三个发射单元中的至少两个另外的发射单元各自包括钙钛矿发光材料或量子点发光材料。此实施例图16d中的堆叠式发光装置815、图16f中的825、图16h中的835、图16j中的845、图17d中的915、图17h中的935以及图17l中的955描绘。
在一个实施例中，第一发射单元420可以包括钙钛矿发光材料，第二发射单元440可以包括钙钛矿发光材料，并且第三发射单元460可以包括钙钛矿发光材料。此实施例由图16d中的堆叠式发光装置815描绘。此装置架构可以是有利的，因为可以针对包括仅PeLED发射单元的堆叠式发光装置简化制造过程。
在一个实施例中，至少三个发射单元中的至少两个另外的发射单元各自包括钙钛矿发光材料或量子点发光材料，其中至少两个另外的发射单元中的至少一个另外的发射单元包括量子点发光材料。此实施例图16f中的堆叠式发光装置825、图16h中的835、图16j中的845、图17d中的915、图17h中的935以及图17l中的955描绘。此装置架构可以是有利的，因为钙钛矿发光材料对于堆叠式发光装置的至少一个发射单元可以是优选的，但是如果对装置的至少一个另外的发射单元使用了量子点发光材料，则可以增强装置的性能。例如，可以增强装置的色域、电致发光效率和/或电致发光稳定性。PeLED发射单元与QLED发射单元在堆叠式发光装置内的组合可以是特别有利的，因为钙钛矿发光材料和量子点发光材料的结构相似性可以允许这些发射单元在很少或无增加的复杂度的情况下一起制造。例如，在溶液处理制造的情况下，可以使用普通溶剂来处理钙钛矿发光材料和量子点发光材料。
在一个实施例中，第一发射单元420可以包括钙钛矿发光材料，第二发射单元440可以包括钙钛矿发光材料，并且第三发射单元460可以包括有机发光材料。此实施例由图16e中的堆叠式发光装置820描绘。
在一个实施例中，第一发射单元420可以包括钙钛矿发光材料，第二发射单元440可以包括钙钛矿发光材料，并且第三发射单元460可以包括量子点发光材料。此实施例由图16f中的堆叠式发光装置825描绘。
在一个实施例中，第一发射单元420可以包括钙钛矿发光材料，第二发射单元440可以包括有机发光材料，并且第三发射单元460可以包括钙钛矿发光材料。此实施例由图16g中的堆叠式发光装置830描绘。
在一个实施例中，第一发射单元420可以包括钙钛矿发光材料，第二发射单元440可以包括量子点发光材料，并且第三发射单元460可以包括钙钛矿发光材料。此实施例由图16h中的堆叠式发光装置835描绘。
在一个实施例中，第一发射单元420可以包括有机发光材料，第二发射单元440可以包括钙钛矿发光材料，并且第三发射单元460可以包括钙钛矿发光材料。此实施例由图16i中的堆叠式发光装置840描绘。
在一个实施例中，第一发射单元420可以包括量子点发光材料，第二发射单元440可以包括钙钛矿发光材料，并且第三发射单元460可以包括钙钛矿发光材料。此实施例由图16j中的堆叠式发光装置845描绘。
图17描绘了具有三个发射单元的堆叠式发光装置的发射单元的各种另外的配置。在每种配置中，堆叠式发光装置包括第一电极410、第一发射单元420、第一电荷产生层430、第二发射单元440、第二电荷产生层450、第三发射单元460和第二电极470。第一发射单元420、第一电荷产生层430、第二发射单元440、第二电荷产生层450和第三发射单元460安置在第一电极410与第二电极470之间。第一发射单元420安置在第一电极410上方。第一电荷产生层430安置第一发射单元420上方。第二发射单元440安置在第一电荷产生层430上方。第二电荷产生层450安置第二发射单元440上方。第三发射单元460安置在第二电荷产生层450上方。第二电极470安置在第三发射单元460上方。在每种配置中，堆叠式发光装置包括包含钙钛矿发光材料的至少一个发射单元。
在一个实施例中，第一发射单元420可以包括钙钛矿发光材料，第二发射单元440可以包括有机发光材料，并且第三发射单元460可以包括有机发光材料。此实施例由图17a中的堆叠式发光装置900描绘。
在一个实施例中，第一发射单元420可以包括钙钛矿发光材料，第二发射单元440可以包括有机发光材料，并且第三发射单元460可以包括量子点发光材料。此实施例由图17b中的堆叠式发光装置905描绘。
在一个实施例中，第一发射单元420可以包括钙钛矿发光材料，第二发射单元440可以包括量子点发光材料，并且第三发射单元460可以包括有机发光材料。此实施例由图17c中的堆叠式发光装置910描绘。
在一个实施例中，第一发射单元420可以包括钙钛矿发光材料，第二发射单元440可以包括量子点发光材料，并且第三发射单元460可以包括量子点发光材料。此实施例由图17d中的堆叠式发光装置915描绘。
在一个实施例中，第一发射单元420可以包括有机发光材料，第二发射单元440可以包括钙钛矿发光材料，并且第三发射单元460可以包括有机发光材料。此实施例由图17e中的堆叠式发光装置920描绘。
在一个实施例中，第一发射单元420可以包括有机发光材料，第二发射单元440可以包括钙钛矿发光材料，并且第三发射单元460可以包括量子点发光材料。此实施例由图17f中的堆叠式发光装置925描绘。
在一个实施例中，第一发射单元420可以包括量子点发光材料，第二发射单元440可以包括钙钛矿发光材料，并且第三发射单元460可以包括有机发光材料。此实施例由图17g中的堆叠式发光装置930描绘。
在一个实施例中，第一发射单元420可以包括量子点发光材料，第二发射单元440可以包括钙钛矿发光材料，并且第三发射单元460可以包括量子点发光材料。此实施例由图17h中的堆叠式发光装置935描绘。
在一个实施例中，第一发射单元420可以包括有机发光材料，第二发射单元440可以包括有机发光材料，并且第三发射单元460可以包括钙钛矿发光材料。此实施例由图17i中的堆叠式发光装置940描绘。
在一个实施例中，第一发射单元420可以包括有机发光材料，第二发射单元440可以包括量子点发光材料，并且第三发射单元460可以包括钙钛矿发光材料。此实施例由图17j中的堆叠式发光装置945描绘。
在一个实施例中，第一发射单元420可以包括量子点发光材料，第二发射单元440可以包括有机发光材料，并且第三发射单元460可以包括钙钛矿发光材料。此实施例由图17k中的堆叠式发光装置950描绘。
在一个实施例中，第一发射单元420可以包括量子点发光材料，第二发射单元440可以包括量子点发光材料，并且第三发射单元460可以包括钙钛矿发光材料。此实施例由图17l中的堆叠式发光装置955描绘。
在一个实施例中，至少两个另外的发射单元中的至少一个发射单元包括有机发光材料，并且至少两个另外的发射单元中的至少一个发射单元包括量子点发光材料。此实施例图17b中的堆叠式发光装置905、图17c中的910、图17f中的925、图17g中的930、图17j中的945以及图17k中的950描绘。此类堆叠式发光装置架构可以是有利的，因为不同发光材料的组合可以使得能够为每个发射单元选择最佳类型的发光材料，从而将性能增强到超出包括仅单个类型的发光材料或仅两种类型的发光材料的堆叠式发光装置可以实现的性能。例如，可以增强装置的色域、电致发光效率和/或电致发光稳定性。
本领域的技术人员将理解，描述了仅几个使用实例，但是其绝不是限制性的。
在不脱离如所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可以对之前描述的本发明的实施例进行修改。用于描述本发明并且要求保护本发明的表达，如“包含(including)”、“包括(comprising)”、“并入(incorporating)”、“由...组成(consistingof)”、“具有(have)”、“是(is)”旨在以非排他性的方式进行解释，即允许也存在未明确描述的项、组分或元件。提及单数也应被解释为涉及复数。所附权利要求中包含在括号内的任何数字旨在帮助理解权利要求，并且不应以任何方式被解释为限制这些权利要求所要求保护的主题。
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Claims (46)

1.一种发光装置，其包括：
第一电极；
第二电极；
至少两个发射单元和至少一个电荷产生层；
其中所述至少两个发射单元和所述至少一个电荷产生层安置在所述第一电极与所述第二电极之间；
其中所述至少两个发射单元中的第一发射单元安置在所述第一电极上方；
其中所述至少一个电荷产生层中的第一电荷产生层安置在所述第一发射单元上方；
其中所述至少两个发射单元中的第二发射单元安置在所述第一电荷产生层上方；
其中所述第二电极安置在所述第二发射单元上方；
其中所述至少两个发射单元中的至少一个发射单元包括钙钛矿发光材料；
其中所述装置包括所述至少两个发射单元中的至少一个另外的发射单元；并且
其中所述至少一个另外的发射单元包括钙钛矿发光材料、有机发光材料或量子点发光材料。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一发射单元包括钙钛矿发光材料，并且所述第二发射单元包括钙钛矿发光材料、有机发光材料或量子点发光材料。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一发射单元包括钙钛矿发光材料、有机发光材料或量子点发光材料，并且所述第二发射单元包括钙钛矿发光材料。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中所述至少两个发射单元中的所述至少一个另外的发射单元包括钙钛矿发光材料或有机发光材料。
5.根据权利要求4所述的装置，其中所述第一发射单元包括钙钛矿发光材料，并且所述第二发射单元包括钙钛矿发光材料。
6.根据权利要求4所述的装置，其中所述至少两个发射单元中的所述至少一个另外的发射单元包括有机发光材料。
7.根据权利要求6所述的装置，其中所述第一发射单元包括钙钛矿发光材料，并且所述第二发射单元包括有机发光材料。
8.根据权利要求6所述的装置，其中所述第一发射单元包括有机发光材料，并且所述第二发射单元包括钙钛矿发光材料。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中所述至少两个发射单元中的所述至少一个另外的发射单元包括钙钛矿发光材料或量子点发光材料。
10.根据权利要求9所述的装置，其中所述第一发射单元包括钙钛矿发光材料，并且所述第二发射单元包括钙钛矿发光材料。
11.根据权利要求9所述的装置，其中所述至少两个发射单元中的所述至少一个另外的发射单元包括量子点发光材料。
12.根据权利要求11所述的装置，其中所述第一发射单元包括钙钛矿发光材料，并且所述第二发射单元包括量子点发光材料。
13.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一发射单元包括量子点发光材料，并且所述第二发射单元包括钙钛矿发光材料。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的装置，其中每个发射单元包括一个且不多于一个发射层。
15.根据权利要求1至13中任一项所述的装置，其中每个发射单元包括一种且不多于一种发光材料。
16.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述装置包含微腔结构。
17.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述装置发射红色光。
18.根据权利要求17所述的装置，其中所述装置发射CIE 1931x坐标大于或等于0.680的红色光。
19.根据权利要求17所述的装置，其中所述装置发射CIE 1931x坐标大于或等于0.708的红色光。
20.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述装置发射绿色光。
21.根据权利要求20所述的装置，其中所述装置发射CIE 1931y坐标大于或等于0.690的绿色光。
22.根据权利要求20所述的装置，其中所述装置发射CIE 1931y坐标大于或等于0.797的绿色光。
23.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述装置发射蓝色光。
24.根据权利要求23所述的装置，其中所述装置发射CIE y坐标小于或等于0.060的蓝色光。
25.根据权利要求23所述的装置，其中所述装置发射CIE y坐标小于或等于0.046的蓝色光。
26.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述装置发射白色光。
27.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述发射单元中的一个或多个发射单元包括有机金属卤化物发光钙钛矿材料。
28.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述发射单元中的一个或多个发射单元包括无机金属卤化物发光钙钛矿材料。
29.根据权利要求1至28中任一项所述的装置，其中所述第一电荷产生层直接连接到外部电源。
30.根据权利要求29所述的装置，其中所述第一电荷产生层能够独立寻址。
31.根据权利要求1至28中任一项所述的装置，其中所述第一电荷产生层不直接连接到外部电源。
32.根据权利要求31所述的装置，其中所述第一电荷产生层不能够独立寻址。
33.根据权利要求1至28中任一项所述的装置，其中所述第一发射单元和所述第二发射单元串联电连接。
34.根据权利要求1至28中任一项所述的装置，其中直流电传递通过所述第一发射单元和所述第二发射单元。
35.一种显示器的子像素，所述子像素包括根据前述权利要求中任一项所述的装置。
36.一种照明面板，其包括根据前述权利要求中任一项所述的装置。
37.一种发光装置，其包括：
第一电极；
第二电极；
至少三个发射单元和至少两个电荷产生层；
其中所述至少三个发射单元和所述至少两个电荷产生层安置在所述第一电极与所述第二电极之间；
其中所述至少三个发射单元中的第一发射单元安置在所述第一电极上方；
其中所述至少两个电荷产生层中的第一电荷产生层安置在所述第一发射单元上方；
其中所述至少三个发射单元中的第二发射单元安置在所述第一电荷产生层上方；
其中所述至少两个电荷产生层中的第二电荷产生层安置在所述第二发射单元上方；
其中所述至少三个发射单元中的第三发射单元安置在所述第二电荷产生层上方；
其中所述第二电极安置在所述第三发射单元上方；
其中所述至少三个发射单元中的至少一个发射单元包括钙钛矿发光材料；
其中所述装置包括所述至少三个发射单元中的至少两个另外的发射单元；并且
其中所述至少两个另外的发射单元中的每个发射单元包括钙钛矿发光材料、有机发光材料或量子点发光材料。
38.根据权利要求37所述的装置，其中所述至少三个发射单元中的所述至少两个另外的发射单元各自包括钙钛矿发光材料或有机发光材料。
39.根据权利要求37或权利要求38所述的装置，其中所述第一发射单元包括钙钛矿发光材料，所述第二发射单元包括钙钛矿发光材料，并且所述第三发射单元包括钙钛矿发光材料。
40.根据权利要求37至39中任一项所述的装置，其中所述至少两个另外的发射单元中的至少一个发射单元包括有机发光材料。
41.根据权利要求37所述的装置，其中所述至少三个发射单元中的所述至少两个另外的发射单元各自包括钙钛矿发光材料或量子点发光材料。
42.根据权利要求41所述的装置，其中所述第一发射单元包括钙钛矿发光材料，所述第二发射单元包括钙钛矿发光材料，并且所述第三发射单元包括钙钛矿发光材料。
43.根据权利要求41或权利要求42所述的装置，其中所述至少两个另外的发射单元中的至少一个发射单元包括量子点发光材料。
44.根据权利要求37所述的装置，其中所述至少两个另外的发射单元中的至少一个发射单元包括有机发光材料，并且所述至少两个另外的发射单元中的至少一个发射单元包括量子点发光材料。
45.一种显示器的子像素，所述子像素包括根据权利要求37至44中任一项所述的装置。
46.一种照明面板，其包括根据权利要求37至44中任一项所述的装置。
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Applicant after: Exetron Co.,Ltd.

Address before: Durham County, England

Applicant before: Peroride Ltd.

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WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20210202

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