本發(fā)明屬于發(fā)光器件，具體涉及一種鈣鈦礦發(fā)光器件及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、鈣鈦礦發(fā)光器件是一種以鈣鈦礦材料作為發(fā)光層的新型的發(fā)光器件，近年來，鈣鈦礦發(fā)光器件在綠色、紅色和近紅外波段的外量子效率（eqe）都超過了20%?，顯示出在超高清顯示、固態(tài)照明和光通信領(lǐng)域的廣闊應(yīng)用潛力。

2、然而，藍(lán)光鈣鈦礦發(fā)光材料仍存在顯著的光譜穩(wěn)定性問題。由于離子遷移、相分離及表面缺陷的影響，其發(fā)射峰在器件工作過程中容易發(fā)生紅移或光譜展寬，難以滿足實(shí)際應(yīng)用中對顏色精確控制的嚴(yán)格要求。

3、由于藍(lán)光鈣鈦礦的波長較短，且擁有較高的帶隙能量，使其更容易受外界的影響，導(dǎo)致其化學(xué)性質(zhì)的穩(wěn)定性問題突出。另外藍(lán)光鈣鈦礦發(fā)光器件在高電流密度下通常會(huì)出現(xiàn)效率滾降現(xiàn)象，這與鈣鈦礦材料在高激發(fā)態(tài)下更容易產(chǎn)生非輻射復(fù)合、俄歇復(fù)合以及載流子局域化有關(guān)，從而限制了其在高亮度下的發(fā)光效率。

4、有鑒于此，特提出本發(fā)明。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種鈣鈦礦發(fā)光器件及其制備方法；該鈣鈦礦發(fā)光器件采用鈣鈦礦發(fā)光層結(jié)合空穴傳輸-磷光敏化層與磷光超薄層結(jié)構(gòu)，改善了鈣鈦礦發(fā)光器件的效率滾降、提高器件的整體穩(wěn)定性、顯著延長了器件的使用壽命。

2、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

3、一種鈣鈦礦發(fā)光器件，包括依次層疊的襯底、陽極、空穴傳輸-磷光敏化層、鈣鈦礦發(fā)光層、磷光超薄層、電子傳輸層、電子注入層和陰極。

4、進(jìn)一步地，所述空穴傳輸-磷光敏化層由空穴傳輸材料摻雜磷光材料和熒光材料組成；所述磷光材料在空穴傳輸-磷光敏化層中的摩爾濃度為5~15%，所述熒光材料在空穴傳輸-磷光敏化層中的摩爾濃度為0.1~3%。

5、進(jìn)一步地，所述磷光材料的發(fā)光波長小于熒光材料的發(fā)光波長；所述磷光材料的發(fā)射波長和熒光材料的吸收波長存在重疊；所述磷光材料的homo能級(jí)與熒光材料的homo能級(jí)之差大于0.2?ev。

6、進(jìn)一步地，所述磷光材料為fir6；和/或，所述熒光材料為4tczbn。

7、進(jìn)一步地，所述空穴傳輸材料為聚?9-乙烯咔唑或聚?3，4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸鹽；

8、和/或，所述磷光超薄層的材料為fir6；

9、和/或，所述鈣鈦礦發(fā)光層的材料選自二維晶體結(jié)構(gòu)或三維晶體結(jié)構(gòu)，或者其組合。

10、進(jìn)一步地，所述空穴傳輸-磷光敏化層的厚度為15~20nm；和/或，所述磷光超薄層的厚度為?0.01?~1?nm；和/或，所述鈣鈦礦發(fā)光層的厚度為10?~25nm。

11、除此之外，本發(fā)明還提供了上述的鈣鈦礦發(fā)光器件的制備方法，包括以下步驟：

12、s1、將磷光材料、熒光材料及空穴傳輸材料按比例混合均勻，再經(jīng)微孔濾膜過濾后，在大氣環(huán)境下旋涂于ito?玻璃基片上，退火后得到空穴傳輸-磷光敏化層；

13、s2、配置鈣鈦礦前驅(qū)體溶液；然后將鈣鈦礦前驅(qū)體溶液經(jīng)微孔濾膜過濾后，在充滿氮?dú)獾氖痔紫渲?，旋涂于?jīng)步驟s1的基底上，退火后得到鈣鈦礦發(fā)光層；

14、s3、在經(jīng)步驟s2的基底上，通過真空蒸鍍方法依次蒸鍍磷光超薄層和電子傳輸層；

15、s4、在經(jīng)步驟s3的基底上，通過真空蒸鍍方法依次蒸鍍電子注入層和金屬陰極，即得所述鈣鈦礦發(fā)光器件。

16、進(jìn)一步地，步驟s1中，所述旋涂條件為：旋涂速度3500rpm，旋涂加速度為1000rpm/s，旋涂時(shí)間為40s；

17、和/或，步驟s1中，所述退火條件為：置于165℃的熱板上退火25分鐘；

18、和/或，步驟s1中，所述微孔濾膜為0.22μm孔徑的聚四氟乙烯微孔濾膜。

19、進(jìn)一步地，步驟s2中，所述旋涂條件為：在6500?rpm下旋轉(zhuǎn)涂覆90秒；

20、和/或，步驟s2中，所述退火條件為：在65℃下保溫5分鐘。

21、和/或，步驟s3中，所述蒸鍍的真空度控制在3×10-5?pa以下；

22、和/或，步驟s3中，將磷光材料加熱至185℃后開始蒸鍍；成膜速率為0.2nm/s；

23、和/或，步驟s4中，所述蒸鍍的真空度控制在3×10-4?pa以下，成膜速率為0.2nm/s。

24、除此之外，本發(fā)明還提供了如上述的鈣鈦礦發(fā)光器件在顯示和照明產(chǎn)品中的應(yīng)用。

25、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案至少具有以下技術(shù)效果：

26、本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于空穴傳輸-磷光敏化層與磷光超薄層相結(jié)合的鈣鈦礦發(fā)光器件，結(jié)合了空穴傳輸-磷光敏化層與磷光超薄層，通過合理調(diào)控敏化層中摻雜材料的濃度以及超薄層的厚度，實(shí)現(xiàn)了高效的電荷傳輸與能量轉(zhuǎn)移，顯著提升了鈣鈦礦發(fā)光器件的性能；這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)充分利用了敏化層和超薄層的協(xié)同作用，為高效鈣鈦礦發(fā)光器件的開發(fā)提供了新思路。具體地，利用磷光敏化的原理，將磷光材料和熒光材料共摻雜到空穴傳輸層中，載流子容易被磷光材料優(yōu)先俘獲，所形成的單線態(tài)激子可以通過?fet（f?rster?能量轉(zhuǎn)移）將能量傳遞到熒光材料的單線態(tài)激子上，大大增加激子利用率的同時(shí)，也提高熒光材料的發(fā)射能量。磷光超薄層可以將部分空穴穿過鈣鈦礦發(fā)光層到達(dá)電子傳輸層一側(cè)與電子形成的激子重新利用，進(jìn)而將能量傳遞給鈣鈦礦發(fā)光層。本發(fā)明采用空穴傳輸-磷光敏化層與磷光超薄層相結(jié)合的方式改善了鈣鈦礦發(fā)光器件的效率滾降、提高了器件的整體穩(wěn)定性、顯著延長了器件的使用壽命。

技術(shù)特征：

1.一種鈣鈦礦發(fā)光器件，其特征在于，包括依次層疊的襯底、陽極、空穴傳輸-磷光敏化層、鈣鈦礦發(fā)光層、磷光超薄層、電子傳輸層、電子注入層和陰極。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦發(fā)光器件，其特征在于，所述空穴傳輸-磷光敏化層由空穴傳輸材料摻雜磷光材料和熒光材料組成；所述磷光材料在空穴傳輸-磷光敏化層中的摩爾濃度為5~15%，所述熒光材料在空穴傳輸-磷光敏化層中的摩爾濃度為0.1~3%。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鈣鈦礦發(fā)光器件，其特征在于，所述磷光材料的發(fā)光波長小于熒光材料的發(fā)光波長；所述磷光材料的發(fā)射波長和熒光材料的吸收波長存在重疊；所述磷光材料的homo能級(jí)與熒光材料的homo能級(jí)之差大于0.2?ev。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鈣鈦礦發(fā)光器件，其特征在于，所述磷光材料為fir6；和/或，所述熒光材料為4tczbn。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鈣鈦礦發(fā)光器件，其特征在于，所述空穴傳輸材料為聚?9-乙烯咔唑或聚?3，4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸鹽；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦發(fā)光器件，其特征在于，所述空穴傳輸-磷光敏化層的厚度為15~20nm；和/或，所述磷光超薄層的厚度為?0.01?~1?nm；和/或，所述鈣鈦礦發(fā)光層的厚度為10?~25nm。

7.一種如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的鈣鈦礦發(fā)光器件的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟s1中，所述旋涂條件為：旋涂速度3500rpm，旋涂加速度為1000?rpm/s，旋涂時(shí)間為40s；

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟s2中，所述旋涂條件為：在6500rpm下旋轉(zhuǎn)涂覆90秒；

10.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的鈣鈦礦發(fā)光器件在顯示和照明產(chǎn)品中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于發(fā)光器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鈣鈦礦發(fā)光器件及其制備方法和應(yīng)用。所述鈣鈦礦發(fā)光器件包括依次層疊的襯底、陽極、空穴傳輸?磷光敏化層、鈣鈦礦發(fā)光層、磷光超薄層、電子傳輸層、電子注入層和陰極。本發(fā)明的鈣鈦礦發(fā)光器件結(jié)合了空穴傳輸?磷光敏化層與磷光超薄層，通過合理調(diào)控敏化層中摻雜材料的濃度以及超薄層的厚度，實(shí)現(xiàn)了高效的電荷傳輸與能量轉(zhuǎn)移，顯著提升了鈣鈦礦發(fā)光器件的性能；這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)充分利用了敏化層和超薄層的協(xié)同作用，為高效鈣鈦礦發(fā)光器件的開發(fā)提供了新思路。

技術(shù)研發(fā)人員：陳平,盛任,尚嘉琪,張永安
受保護(hù)的技術(shù)使用者：煙臺(tái)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2