CN114744134A - 钙钛矿发光二极管器件及显示面板 - Google Patents

钙钛矿发光二极管器件及显示面板 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种钙钛矿发光二极管器件及显示面板。所述钙钛矿发光二极管器件包括相对设置的阳极层、阴极层以及设置在所述阳极层和所述阴极层之间的功能层；其中，所述功能层包括钙钛矿发光层和空穴注入层，所述空穴注入层位于所述钙钛矿发光层和所述阴极层之间，所述空穴注入层的材料包括噻吩类聚合物和石墨炔。本申请提高了钙钛矿发光二极管器件的空穴注入性能，进而提高了钙钛矿发光二极管器件的发光效率。

Description

钙钛矿发光二极管器件及显示面板
技术领域
本申请涉及显示技术领域，具体涉及一种钙钛矿发光二极管器件及显示面板。
背景技术
近几年，通过组分优化、界面修饰、载流子传输层优化以及结构设计，基于钙钛矿材料制备的发光二极管的性能已经逼近成熟的有机发光二极管器件和量子点发光二极管器件的性能，使用喷墨打印法制备高分辨率的钙钛矿光电子器件被视作钙钛矿发光二极管器件的有力应用。
钙钛矿发光二极管器件的性能与界面的性质相关，为了进一步提高钙钛矿发光二极管器件的空穴注入性能，通常需要匹配合适且高效的空穴注入材料。然而，以现有的空穴注入材料如PEDOT：PSS作为空穴注入层的材料时，钙钛矿发光二极管器件的空穴注入性能较差，不利于提高钙钛矿发光二极管器件的发光效率。
发明内容
本申请实施例提供一种钙钛矿发光二极管器件及显示面板，以提高钙钛矿发光二极管器件的空穴注入性能，提高钙钛矿发光二极管器件的发光效率。
本申请实施例提供一种钙钛矿发光二极管器件，其包括：
阳极层；
阴极层，与所述阳极层相对设置；以及
功能层，设置在所述阳极层和所述阴极层之间；
其中，所述功能层包括钙钛矿发光层和空穴注入层，所述空穴注入层位于所述钙钛矿发光层和所述阴极层之间，所述空穴注入层的材料包括噻吩类聚合物和石墨炔。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述空穴注入层包括至少两层空穴注入子层，自所述钙钛矿发光层靠近所述阴极层的方向，所述石墨炔在所述空穴注入子层的材料中的质量含量逐渐减小。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述空穴注入层包括第一空穴注入子层和第二空穴注入子层，所述第二空穴注入子层位于所述钙钛矿发光层远离所述第一空穴注入子层的一侧，所述第一空穴注入子层中的石墨炔的质量含量大于所述第二空穴注入子层中的石墨炔的质量含量，所述第一空穴注入子层和所述钙钛矿发光层之间的能级差大于所述第二空穴注入子层和所述第一空穴注入子层之间的能级差。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述第一空穴注入子层的材料为所述石墨炔，所述第二空穴注入子层的材料为所述噻吩类聚合物和所述石墨炔的混合物。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述第一空穴注入子层的材料和所述第二空穴注入子层的材料均为所述噻吩类聚合物和所述石墨炔的混合物。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述石墨炔包括α-石墨炔、β-石墨炔、γ-石墨炔、δ-石墨炔和6,6,12-石墨炔中的至少一种。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述噻吩类聚合物的化学式为
Figure BDA0003614502560000021
其中，n为大于或等于2的整数，R为烷基。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述钙钛矿发光层的材料包括MAPbX3、CsPbX3和MA(Cs)PbX3中的一种或多种；其中，X为卤素。
本申请实施例还提供一种钙钛矿发光二极管器件，其包括：
阳极层；
阴极层，与所述阳极层相对设置；以及
功能层，设置在所述阳极层和所述阴极层之间；
其中，所述功能层包括钙钛矿发光层和空穴注入层，所述空穴注入层位于所述钙钛矿发光层和所述阴极层之间，所述空穴注入层的材料包括噻吩类聚合物和石墨炔；所述空穴注入层包括至少两层空穴注入子层，自所述钙钛矿发光层靠近所述阴极层的方向，所述空穴注入子层中的石墨炔的质量含量逐渐减小；所述噻吩类聚合物的化学式为
Figure BDA0003614502560000031
其中，n为大于或等于2的整数，R为烷基。
本申请实施例还提供一种显示面板，其包括驱动基板和设置在所述驱动基板上的钙钛矿发光二极管器件，所述钙钛矿发光二极管器件为如前述任一实施例所述的钙钛矿发光二极管器件。
相较于现有技术中的钙钛矿发光二极管器件，在本申请提供的钙钛矿发光二极管器件中，空穴注入层的材料包括噻吩类聚合物和石墨炔，由于噻吩类聚合物和石墨炔之间形成的π-π相互作用，使得噻吩类聚合物和石墨炔之间发生电子转移。因此，石墨炔的存在可以降低噻吩类聚合物的HOMO能级，进而能够提高钙钛矿发光二极管器件的空穴注入性能，以提高钙钛矿发光二极管器件的发光效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请第一实施例提供的钙钛矿发光二极管器件的结构示意图。
图2是本申请第二实施例提供的钙钛矿发光二极管器件的结构示意图。
图3是本申请第三实施例提供的钙钛矿发光二极管器件的结构示意图。
图4是本申请提供的显示面板的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请，并不用于限制本申请。在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”通常是指装置实际使用或工作状态下的上和下，具体为附图中的图面方向；而“内”和“外”则是针对装置的轮廓而言的。
本申请提供一种钙钛矿发光二极管器件及显示面板。以下分别进行详细说明。
本申请提供一种钙钛矿发光二极管器件，其包括相对设置的阳极层、阴极层以及设置在阳极层和阴极层之间的功能层；其中，功能层包括钙钛矿发光层和空穴注入层，空穴注入层位于钙钛矿发光层和阴极层之间，空穴注入层的材料包括噻吩类聚合物和石墨炔。
由此，在本申请提供的钙钛矿发光二极管器件中，空穴注入层的材料包括噻吩类聚合物和石墨炔，由于噻吩类聚合物和石墨炔之间形成的π-π相互作用，使得噻吩类聚合物和石墨炔之间发生电子转移。因此，石墨炔的存在可以降低噻吩类聚合物的HOMO能级，进而能够提高钙钛矿发光二极管器件的空穴注入性能，以提高钙钛矿发光二极管器件的发光效率。
下面通过具体实施例对本申请提供的钙钛矿发光二极管器件进行详细的阐述。需说明的是，以下实施例的描述顺序不作为对实施例优选顺序的限定。
需要说明的是，本申请中的钙钛矿发光二极管器件可以为底发射出光或顶发射出光，本申请以下各实施例仅以底发射出光的钙钛矿发光二极管器件的结构为例进行说明，但并不限于此。
请参照图1，本申请第一实施例提供一种钙钛矿发光二极管器件100。钙钛矿发光二极管器件100包括相对设置的阳极层10、阴极层20以及设置在阳极层10和阴极层20之间的功能层30。其中，功能层30包括电子注入层31、钙钛矿发光层32和空穴注入层33。空穴注入层33位于钙钛矿发光层32和阴极层20之间。
其中，阳极层10承载于一基板(图中未示出)上，以形成一阳极基板(图中未示出)。阳极基板可以为TCO(Transparent Conducting Oxides,透明导电氧化物)基板，TCO可以通过溅射、涂布光阻、曝光显影等工序形成于基板上。其中，TCO具体可以包括ITO、In2O3、AZO、ZnO、FTO、SnO2、ATO和Sn2O中的一种或多种。
阴极层20的材料可以为透明导电氧化物。例如，阴极层20的材料可以包括但不限于ITO、IZO及其他透明导电氧化物。进一步地，阴极层20的厚度可以为10nm、20nm、30nm、40nm或50nm。
电子注入层31的材料可以包括但不限于具有较低真空能级的无机材料或LUMO较低的有机材料，或有机掺杂材料。比如，电子注入层31的材料可以选自碱金属氧化物、碱土金属氧化物、碱金属碳酸化合物、碱土金属碳酸化合物、碱金属氟化物、碱土金属氟化物、碱土金属氢氧化物和碱金属氢氧化物中的一种或多种。在一些具体实施方式中，电子注入层31的材料可以包括ZnO、LiF、Liq、CaF2、MgF、NaF、KF、BaF2、CsF、CsOH、Cs2CO3和ZnMgO中的一种或多种。
钙钛矿发光层32的材料包括MAPbX3、CsPbX3和MA(Cs)PbX3中的一种或多种。其中，X为卤素。在一些具体实施方式中，X独立地选自Cl、Br以及I中的一种。
在本实施例中，空穴注入层33的材料包括噻吩类聚合物和石墨炔。由于噻吩类聚合物和石墨炔之间形成的π-π相互作用，使得噻吩类聚合物和石墨炔之间发生电子转移。因此，石墨炔的存在可以降低噻吩类聚合物的HOMO能级，进而能够提高钙钛矿发光二极管器件100的空穴注入性能，以提高钙钛矿发光二极管器件100的发光效率。
在本实施例中，噻吩类聚合物的化学式为
Figure BDA0003614502560000051
其中，n为大于或等于2的整数，R为烷基。由于上述噻吩类聚合物中的3号位烷基链R能够调控分子能级，因此，使用具有上述结构的噻吩类聚合物能够提高空穴注入层33的空穴注入性能。
具体地，噻吩类聚合物的3号位烷基链R可以独立地选自但不限于丁基(C4H7)、戊基(C5H9)以及己基(C6H11)。进一步地，随着烷基链的基团长度的增加，噻吩类聚合物的HOMO会逐渐降低。在一些具体实施方式中，R还可以包括其他非烷基类取代基团，本申请对R的种类不作具体限定。
石墨炔可以包括α-石墨炔、β-石墨炔、γ-石墨炔、δ-石墨炔以及6,6,12-石墨炔中的至少一种。
一方面，石墨炔作为新型的二维半导体材料，具有高电导率的特点；另一方面，在将石墨炔与噻吩类聚合物共混使用后，由于二者之间的π-π相互作用，石墨炔和噻吩类聚合物之间会发生电子转移，进而能够降低噻吩类聚合物的HOMO能级，从而有助于提高钙钛矿发光二极管器件100的空穴注入性能。
需要说明的是，在一些实施例中，功能层30还可以包括电子传输层、空穴传输层等功能膜层，相关膜层设置可以根据实际需要进行设定，本申请对此不作限定。
请参照图2，本申请第二实施例提供一种钙钛矿发光二极管器件200。本申请第二实施例提供的钙钛矿发光二极管器件200与第一实施例的不同之处在于：空穴注入层33包括至少两层空穴注入子层，自钙钛矿发光层32靠近阴极层20的方向，石墨炔在空穴注入子层的材料中的质量含量逐渐减小。
本实施例通过设置至少两层空穴注入子层，且自钙钛矿发光层32靠近阴极层20的方向，石墨炔在空穴注入子层的材料中的质量含量逐渐减小，以形成具有石墨炔浓度梯度的空穴注入结构，进而可以有效调节空穴注入层33的空穴注入能力，从而能够进一步提高空穴注入层33的空穴注入性能，以进一步提高钙钛矿发光二极管器件200的发光效率。
需要说明的是，本申请中的空穴注入子层的数量可以为两层、三层或三层以上，本实施例仅以空穴注入子层的数量为两层为例进行说明，但并不限于此。
具体的，空穴注入层33包括第一空穴注入子层331和第二空穴注入子层332。第二空穴注入子层332位于钙钛矿发光层32远离第一空穴注入子层331的一侧。第一空穴注入子层331中的石墨炔的质量含量大于第二空穴注入子层332中的石墨炔的质量含量。第一空穴注入子层331和钙钛矿发光层32之间的能级差大于第二空穴注入子层332和第一空穴注入子层331之间的能级差。由此，通过形成具有不同石墨炔浓度的空穴注入子层，使得钙钛矿发光层32与第一空穴注入子层331之间的能级差大于第一空穴注入子层331与第二空穴注入子层332之间的能级差，进而在自下而上的方向上产生膜层之间的能级差，从而能够有效调控空穴注入层33与钙钛矿发光层32之间的能级差，提高器件的空穴注入性能，进一步提高钙钛矿发光二极管器件200的发光效率。
在本实施例中，第一空穴注入子层331的材料和第二空穴注入子层332的材料均为噻吩类聚合物和石墨炔的混合物。
请参照图3，本申请第三实施例提供一种钙钛矿发光二极管器件300。本申请第三实施例提供的钙钛矿发光二极管器件300与第一实施例的不同之处在于：第一空穴注入子层331的材料为石墨炔，第二空穴注入子层33的材料为噻吩类聚合物和石墨炔的混合物。
请参照图4，本申请还提供一种显示面板1000。其中，显示面板1000可以为有机发光二极管显示面板。具体的，显示面板1000包括驱动基板101和设置在驱动基板101上的发光层102。发光层102包括多个钙钛矿发光二极管器件(图中未示出)。其中，钙钛矿发光二极管器件可以为前述任一实施例所述的钙钛矿发光二极管器件，钙钛矿发光二极管器件的具体结构可以参照前述任一实施例的描述，在此不再赘述。另外，驱动基板101的结构为现有技术，在此不再赘述。
以上对本申请实施例所提供的一种钙钛矿发光二极管器件及显示面板进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种钙钛矿发光二极管器件，其特征在于，包括：
阳极层；
阴极层，与所述阳极层相对设置；以及
功能层，设置在所述阳极层和所述阴极层之间；
其中，所述功能层包括钙钛矿发光层和空穴注入层，所述空穴注入层位于所述钙钛矿发光层和所述阴极层之间，所述空穴注入层的材料包括噻吩类聚合物和石墨炔。
2.根据权利要求1所述的钙钛矿发光二极管器件，其特征在于，所述空穴注入层包括至少两层空穴注入子层，自所述钙钛矿发光层靠近所述阴极层的方向，所述石墨炔在所述空穴注入子层的材料中的质量含量逐渐减小。
3.根据权利要求1所述的钙钛矿发光二极管器件，其特征在于，所述空穴注入层包括第一空穴注入子层和第二空穴注入子层，所述第二空穴注入子层位于所述钙钛矿发光层远离所述第一空穴注入子层的一侧，所述第一空穴注入子层中的石墨炔的质量含量大于所述第二空穴注入子层中的石墨炔的质量含量，所述第一空穴注入子层和所述钙钛矿发光层之间的能级差大于所述第二空穴注入子层和所述第一空穴注入子层之间的能级差。
4.根据权利要求3所述的钙钛矿发光二极管器件，其特征在于，所述第一空穴注入子层的材料为所述石墨炔，所述第二空穴注入子层的材料为所述噻吩类聚合物和所述石墨炔的混合物。
5.根据权利要求3所述的钙钛矿发光二极管器件，其特征在于，所述第一空穴注入子层的材料和所述第二空穴注入子层的材料均为所述噻吩类聚合物和所述石墨炔的混合物。
6.根据权利要求1所述的钙钛矿发光二极管器件，其特征在于，所述石墨炔包括α-石墨炔、β-石墨炔、γ-石墨炔、δ-石墨炔和6,6,12-石墨炔中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的钙钛矿发光二极管器件，其特征在于，所述噻吩类聚合物的化学式为
Figure FDA0003614502550000021
其中，n为大于或等于2的整数，R为烷基。
8.根据权利要求1所述的钙钛矿发光二极管器件，其特征在于，所述钙钛矿发光层的材料包括MAPbX3、CsPbX3和MA(Cs)PbX3中的一种或多种；其中，X为卤素。
9.一种钙钛矿发光二极管器件，其特征在于，包括：
阳极层；
阴极层，与所述阳极层相对设置；以及
功能层，设置在所述阳极层和所述阴极层之间；
其中，所述功能层包括钙钛矿发光层和空穴注入层，所述空穴注入层位于所述钙钛矿发光层和所述阴极层之间，所述空穴注入层的材料包括噻吩类聚合物和石墨炔；所述空穴注入层包括至少两层空穴注入子层，自所述钙钛矿发光层靠近所述阴极层的方向，所述空穴注入子层中的石墨炔的质量含量逐渐减小；所述噻吩类聚合物的化学式为
Figure FDA0003614502550000022
其中，n为大于或等于2的整数，R为烷基。
10.一种显示面板，其特征在于，包括驱动基板和设置在所述驱动基板上的钙钛矿发光二极管器件，所述钙钛矿发光二极管器件为如权利要求1至9任一项所述的钙钛矿发光二极管器件。
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