发光装置的制作方法

文档序号:13167297阅读:340来源:国知局
发光装置的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年6月2日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0068850号的权益,所述申请的公开内容通过引用以其整体并入本文。

本申请的一个或多个实施方式涉及发光装置。



背景技术:

发光装置基于将电能转化为光能而操作。发光装置可以包括,例如,在发光层中使用有机材料的有机发光装置,和在发光层中使用量子点的量子点发光装置。这些发光装置的发光特性可能被环境氧气或水分破坏。可以用具有高化学稳定性的材料改善发光装置的这种发光特性。

钙钛矿化合物是指具有与钛钙酸(catio3)(理想地具有立方晶体结构)相同的三维晶体结构的材料。钙钛矿化合物具有简单的结构和良好的化学稳定性,因此可用于各种电子装置,如发光装置。



技术实现要素:

本申请的一个或多个实施方式包括高质量发光装置。

另外的方面将在下面的描述中部分地阐述,并且部分通过该描述将是明显的,或者可以通过实施所提出的实施方式来了解。

根据一个或多个实施方式,发光装置包括:第一电极;与第一电极相对的第二电极;在第一电极和第二电极之间的发光层;在第一电极和发光层之间的空穴传输区;以及在发光层和第二电极之间的电子传输区,

其中空穴传输区包括空穴传输层,

空穴传输层包括具有中性缺陷的第一钙钛矿化合物,

在约25℃,第一钙钛矿化合物的空穴浓度为约1.0×1016cm-3至约9×1018cm-3,并且

第一钙钛矿化合物由式1表示:

<式1>

[a1]l[b1]m[x1]n

其中,在式1中,

a1为至少一种单价有机阳离子、至少一种单价无机阳离子或其任意组合,

b1为la2+、ce2+、pr2+、nd2+、pm2+、eu2+、gd2+、tb2+、ho2+、er2+、tm2+、yb2+、lu2+或其任意组合,

x1为至少一种单价阴离子,

l、m和n各自独立地为大于0且小于或等于10的实数,并且

l+2m=n。

根据一个或多个实施方式,发光装置包括:第一电极;与第一电极相对的第二电极;在第一电极和第二电极之间的发光层;在第一电极和发光层之间的空穴传输区;以及在发光层和第二电极之间的电子传输区,

其中电子传输区包括电子传输层,电子传输层包括具有中性缺陷的第二钙钛矿化合物,在约25℃,第二钙钛矿化合物的电子浓度为约1.0×1016cm-3至约9×1018cm-3,并且第二钙钛矿化合物由式2表示:

<式2>

[a2]o[b2]p[x2]q

其中,在式2中,

a2为至少一种单价有机阳离子、至少一种单价无机阳离子或其任意组合,

b2为la2+、ce2+、pr2+、nd2+、pm2+、eu2+、gd2+、tb2+、ho2+、er2+、tm2+、yb2+、lu2+或其任意组合,

x2为至少一种单价阴离子,

o、p和q各自独立地为大于0且小于或等于10的实数,并且

o+2p=q。

根据一个或多个实施方式,发光装置包括:第一电极;与第一电极相对的第二电极;在第一电极和第二电极之间的发光层;在第一电极和发光层之间的空穴传输区;以及在发光层和第二电极之间的电子传输区,

其中空穴传输区包括空穴传输层,

其中电子传输区包括电子传输层,

空穴传输层包括具有中性缺陷的第一钙钛矿化合物,

电子传输层包括具有中性缺陷的第二钙钛矿化合物,

在约25℃,第一钙钛矿化合物的空穴浓度为约1.0×1016cm-3至约9×1018cm-3

第一钙钛矿化合物由式1表示,

在约25℃,第二钙钛矿化合物的电子浓度为约1.0×1016cm-3至约9×1018cm-3,并且

第二钙钛矿化合物由式2表示:

<式1>

[a1]l[b1]m[x1]n

<式2>

[a2]o[b2]p[x2]q

其中,在式1和2中,

a1和a2各自独立地为至少一种单价有机阳离子、至少一种单价无机阳离子或其任意组合,

b1和b2各自独立地为la2+、ce2+、pr2+、nd2+、pm2+、eu2+、gd2+、tb2+、ho2+、er2+、tm2+、yb2+、lu2+或其任意组合,

x1和x2各自独立地为至少一种单价阴离子,

l、m、n、o、p和q各自独立地为大于0且小于或等于10的实数,

l+2m=n,并且

o+2p=q。

附图说明

结合附图通过以下对实施方式的描述,这些和/或其他方面将变得明显且更容易理解,其中:

图1为根据实施方式的发光装置的示意性截面图;

图2为根据另一实施方式的发光装置的示意性截面图;以及

图3为根据另一实施方式的发光装置的示意性截面图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述本公开,其中示出了示例性实施方式。然而,本发明可以可以体现为许多不同的形式,而不应被解释为限于本文所阐述的实施方式;而是,提供这些实施方式,使得本公开将是透彻且完整的,并将充分传达本公开的效果和特征,并且实现本公开的方式将向本领域技术人员充分传达本发明的概念。

在附图中,相同的附图标记通篇表示相同的元件,因此将省略其重复的描述。

还将要理解,当比如层、区或部件被称为在另一层或元件“上”时,其可以“直接在其他层或元件上”,或者也可以存在中间层、区或部件。在附图中,为了易于描述,元件的尺寸被放大或缩小。附图中所示的每个元件的尺寸或厚度被任意表示以更好地理解或易于描述,因此本公开不限于此。

尽管本文可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件、部件、区和/或层,但是这些元件、部件、区和/或层不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将一个部件与另一个部件区分开,而不是为了限制的目的。

如本文所使用的,除非上下文另有明确指出,单数形式的“一(a)”、“一(an)”和“所述(the)”也旨在包括复数形式。

如本文所使用的,比如“包括”、“具有”等的术语旨在表示说明书中公开的特征或元件的存在,而不旨在排除可存在或可添加一种或多种其它特征或元件的可能性。

如本文所使用的,术语“钙钛矿化合物”是指由例如式abx3表示的化合物,其中a和b是具有不同尺寸的阳离子,且x是阴离子。在钙钛矿化合物的晶胞中,阳离子a的位置可以为(0,0,0),阳离子b的位置可以为(1/2,1/2,1/2),并且阴离子x的位置可以为(1/2,1/2,0)。与钛酸钙(catio3)的理想化对称结构相比,钙钛矿化合物可能具有有较低对称性的扭曲结构,这取决于a、b和x的类型。将理解,本文所使用的钙钛矿化合物可以涵盖具有理想对称结构的化合物和具有低对称性的扭曲结构的化合物。

根据本公开的实施方式,发光装置包括:第一电极;与第一电极相对的第二电极;在第一电极和第二电极之间的发光层;在第一电极和发光层之间的空穴传输区;以及在发光层和第二电极之间的电子传输区,

其中空穴传输区可以包括空穴传输层,

空穴传输层可以包括具有中性缺陷的第一钙钛矿化合物,

在约25℃,第一钙钛矿化合物的空穴浓度可以为约1.0×1016cm-3至约9×1018cm-3,并且

第一钙钛矿化合物可以由式1表示:

<式1>

[a1]l[b1]m[x1]n

其中,在式1中,

a1可以为至少一种单价有机阳离子、至少一种单价无机阳离子或其任意组合,

b1可以为la2+、ce2+、pr2+、nd2+、pm2+、eu2+、gd2+、tb2+、ho2+、er2+、tm2+、yb2+、lu2+或其任意组合,

x1可以为至少一种单价阴离子,

l、m和n可以各自独立地为大于0且小于或等于10的实数,并且l+2m=n。

在一些实施方式中,空穴传输区还可以包括空穴控制层。然而,实施方式不限于此。

例如,空穴控制层可以在第一电极和空穴传输层之间,或在空穴传输层和发光层之间。然而,实施方式不限于此。

在一些实施方式中,空穴传输区还可以包括在第一电极和空穴传输层之间的第一空穴控制层;以及在空穴传输层和发光层之间的第二空穴控制层。然而,实施方式不限于此。

根据本公开的实施方式,发光装置包括:第一电极;与第一电极相对的第二电极;在第一电极和第二电极之间的发光层;在第一电极和发光层之间的空穴传输区;以及在发光层和第二电极之间的电子传输区,

其中电子传输区可以包括电子传输层,

电子传输层可以包括具有中性缺陷的第二钙钛矿化合物,

在约25℃,第二钙钛矿化合物的电子浓度可以为约1.0×1016cm-3至约9×1018cm-3,并且

第二钙钛矿化合物可以由式2表示:

<式2>

[a2]o[b2]p[x2]q

其中,在式2中,

a2可以为至少一种单价有机阳离子、至少一种单价无机阳离子或其任意组合,

b2可以为la2+、ce2+、pr2+、nd2+、pm2+、eu2+、gd2+、tb2+、ho2+、er2+、tm2+、yb2+、lu2+或其任意组合,

x2可以为至少一种单价阴离子,

o、p和q可以各自独立地为大于0且小于或等于10的实数,并且o+2p=q。

在一些实施方式中,电子传输区还可以包括电子控制层。然而,实施方式不限于此。

例如,电子控制层可以在第二电极和电子传输层之间,或在电子传输层和发光层之间。然而,实施方式不限于此。

在一些实施方式中,电子传输区还可以包括在第二电极和电子传输层之间的第一电子控制层;以及在电子传输层和发光层之间的第二电子控制层。然而,实施方式不限于此。

根据本公开的实施方式,发光装置包括:第一电极;与第一电极相对的第二电极;在第一电极和第二电极之间的发光层;在第一电极和发光层之间的空穴传输区;以及在发光层和第二电极之间的电子传输区,

其中空穴传输区可以包括空穴传输层,

电子传输区可以包括电子传输层,

空穴传输层可以包括具有中性缺陷的第一钙钛矿化合物,

电子传输层可以包括具有中性缺陷的第二钙钛矿化合物,

在约25℃,第一钙钛矿化合物的空穴浓度可以为约1.0×1016cm-3至约9×1018cm-3

第一钙钛矿化合物可以由式1表示,

在约25℃,第二钙钛矿化合物的电子浓度可以为约1.0×1016cm-3至约9×1018cm-3,并且

第二钙钛矿化合物可以由式2表示:

<式1>

[a1]l[b1]m[x1]n

<式2>

[a2]o[b2]p[x2]q

其中,在式1和2中,

a1和a2可以各自独立地为至少一种单价有机阳离子、至少一种单价无机阳离子或其任意组合,

b1和b2可以各自独立地为la2+、ce2+、pr2+、nd2+、pm2+、eu2+、gd2+、tb2+、ho2+、er2+、tm2+、yb2+、lu2+或其任意组合,

x1和x2可以各自独立地为至少一种单价阴离子,

l、m、n、o、p和q可以各自独立地为大于0且小于或等于10的实数,l+2m=n,且o+2p=q。

在一些实施方式中,空穴传输区还可以包括空穴控制层。然而,实施方式不限于此。

例如,空穴控制层可以在第一电极和空穴传输层之间,或在空穴传输层和发光层之间。然而,实施方式不限于此。

在一些实施方式中,空穴传输区还可以包括:在第一电极和空穴传输层之间的第一空穴控制层;以及在空穴传输层和发光层之间的第二空穴控制层。然而,实施方式不限于此。

在一些实施方式中,电子传输区还可以包括电子控制层。然而,实施方式不限于此。

例如,电子控制层可以在第二电极和电子传输层之间,或在电子传输层和发光层之间。然而,实施方式不限于此。

在一些实施方式中,电子传输区还可以包括在第二电极和电子传输层之间的第一电子控制层;以及在电子传输层和发光层之间的第二电子控制层。然而,实施方式不限于此。

下面将更详细地描述上述实施方式中的第一钙钛矿化合物和第二钙钛矿化合物。

在上述实施方式中,电子控制层和空穴控制层可以各自独立地包括选自碱金属卤化物、碱土金属卤化物和稀土金属卤化物中的至少一种。然而,实施方式不限于此。

例如,电子控制层和空穴控制层可以各自独立地包括选自lif、naf、kf、rbf、csf、lii、nai、ki、rbi和csi中的至少一种。然而,实施方式不限于此。

在下文中,现在将参照图1描述根据实施方式的发光装置的结构及其制造方法。

图1为根据实施方式的发光装置100的示意性截面图。

参考图1,根据实施方式的发光装置100可以包括第一电极110、空穴传输区120、发光层130、电子传输区140和第二电极150。

在图1的发光装置100中,在第一电极110下或第二电极150上可以进一步设置基板(未示出)。基板可以为,例如,具有强的机械强度、热稳定性、透明度、表面平滑性、易操作性和防水性的玻璃基板或透明塑料基板。

例如,可以通过在基板上沉积或溅射第一电极形成材料来形成第一电极110。当第一电极110是阳极时,可以选择具有高功函的材料作为用于第一电极110的材料,以便于空穴注入。

第一电极110可以是反射电极、半透射电极或透射电极。为了形成作为透射电极的第一电极110,用于第一电极110的材料可以选自氧化铟锡(ito)、氧化铟锌(izo)、氧化锡(sno2)、氧化锌(zno)及其任意组合。然而,实施方式不限于此。为了形成作为半透射或反射电极的第一电极110,用于第一电极的材料可以选自镁(mg)、银(ag)、铝(al)、铝-锂(al-li)、钙(ca)、镁-铟(mg-in)、镁-银(mg-ag)或其任意组合。然而,实施方式不限于此。

第一电极110可以具有单层结构或包括多个层的多层结构。例如,第一电极110可以具有包括ito、ag和ito层的三层结构。然而,实施方式不限于此。

空穴传输区120可以具有i)包括单个层(由单种材料组成)的单层结构、ii)包括单个层(由多种不同的材料组成)的单层结构或者iii)包括由不同材料组成的多个层的多层结构。

空穴传输区120可以包括空穴传输层121。空穴传输区120还可以包括选自空穴注入层(hil)、发光辅助层、电子阻挡层(ebl)和空穴控制层中的至少一个层。

例如,空穴传输区120可以具有包括由单种材料组成的单个层的单层结构(例如,包括由单种材料组成的空穴传输层的单层结构)、包括由多种不同材料组成的单个层的单层结构,或者包括多个层的多层结构,例如,作为空穴控制层/空穴传输层的堆叠体、空穴传输层/空穴控制层的堆叠体或第一空穴控制层/空穴传输层/第二空穴控制层的堆叠体,其中每种堆叠体中的层可以按照陈述的顺序在第一电极110上顺序彼此堆叠。然而,实施方式不限于此。

空穴传输层121可以包括具有中性缺陷的第一钙钛矿化合物。

当具有中性缺陷的钙钛矿化合物由例如式abx3表示时,中性缺陷可以为选自以下(a)至(l)类型的任何中性缺陷。

(a)其中单元具有a缺失的空位(va);

(b)其中单元具有b缺失的空位(vb);

(c)其中单元具有x缺失的空位(vx);

(d)其中将a另外添加至晶胞(ai);

(e)其中将b另外添加至晶胞(bi);

(f)其中将x另外添加至晶胞(xi);

(g)其中晶胞中的b位被a取代(ab);

(h)其中晶胞中的a位被b取代(ba);

(i)其中晶胞中的x位被a取代(ax);

(j)其中晶胞中的x位被b取代(bx);

(k)其中晶胞中的a位被x取代(xa);

(l)其中晶胞中的b位被x取代(xb)。

在一些实施方式中,钙钛矿化合物可以包括选自上述(a)至(l)类型的至少两种中性缺陷。然而,实施方式不限于此。

在约25℃,第一钙钛矿化合物的空穴浓度可以为约1.0×1016cm-3至约9×1018cm-3。例如,在约25℃,第一钙钛矿化合物的空穴浓度可以为约1.0×1016cm-3至约9×1017cm-3。然而,实施方式不限于此。当第一钙钛矿化合物的空穴浓度在这些范围内时,可以减少空穴注入障碍,以使发光层可以具有改善的电子-空穴平衡。

第一钙钛矿化合物可以由式1表示:

<式1>

[a1]l[b1]m[x1]n

在式1中,

a1可以为至少一种单价有机阳离子、至少一种单价无机阳离子或其任意组合,

b1可以为la2+、ce2+、pr2+、nd2+、pm2+、eu2+、gd2+、tb2+、ho2+、er2+、tm2+、yb2+、lu2+或其任意组合,

x1可以为至少一种单价阴离子,

l、m和n可以各自独立地为大于0且小于或等于10的实数,并且

l+2m=n。

例如,在式1中,a1可以为i)单价有机阳离子,ii)单价无机阳离子,iii)至少两种不同的单价有机阳离子的组合,iv)至少两种不同的单价无机阳离子的任意组合,或v)单价有机阳离子和单价无机阳离子的任意组合。

在一些实施方式中,在式1中,a1可以为(r1r2r3c)+、(r1r2r3r4n)+、(r1r2r3r4p)+、(r1r2r3r4as)+、(r1r2r3r4sb)+、(r1r2n=c(r3)-nr4r5)+、取代或未取代的含氮五元环单价阳离子、取代或未取代的含氮六元环单价阳离子、取代或未取代的七元环单价阳离子、li+、na+、k+、rb+、cs+、fr+,或其任意组合。

r1至r5可以各自独立地选自氢、氘(-d)、-f、-cl、-br、-i、羟基、取代或未取代的c1-c10烷基、取代或未取代的c2-c10烯基、取代或未取代的c2-c10炔基、取代或未取代的c1-c10烷氧基、取代或未取代的c6-c20芳基和-n(q1)(q2),并且取代的含氮五元环单价阳离子的至少一个取代基、取代的含氮六元环单价阳离子的至少一个取代基以及取代的七元环单价阳离子的至少一个取代基可以各自独立地选自氘(-d)、-f、-cl、-br、-i、羟基、取代或未取代的c1-c10烷基、取代或未取代的c2-c10烯基、取代或未取代的c2-c10炔基、取代或未取代的c1-c10烷氧基、取代或未取代的c6-c20芳基和-n(q1)(q2),并且

q1和q2可以各自独立地选自氢、氘、羟基、c1-c20烷基、c2-c20烯基、c2-c20炔基、c1-c20烷氧基和c6-c20芳基。然而,实施方式不限于此。

如本文中使用的,术语“含氮五元环”和“含氮六元环”是指包括至少一个氮(n)和至少一个碳(c)作为成环原子的有机环状基团。术语“七元环”是指包括碳(c)作为成环原子的有机环状基团。

例如,“含氮五元环”基团可以是咪唑基、吡唑基、噻唑基、噁唑基、吡咯烷基、吡咯啉基、吡咯基或三唑基,并且“含氮的六元环”基团可以是吡啶基、哒嗪基、嘧啶基、吡嗪基或哌啶基。“七元环”基团可以是环庚三烯基。然而,实施方式不限于此。

例如,在式1中,a1可以为(r1r2r3c)+、(r1r2r3r4n)+、(r1r2r3r4p)+、(r1r2r3r4as)+、(r1r2r3r4sb)+、(r1r2n=c(r3)-nr4r5)+、取代或未取代的环庚三烯取代或未取代的咪唑取代或未取代的吡啶取代或未取代的哒嗪取代或未取代的嘧啶取代或未取代的吡嗪取代或未取代的吡唑取代或未取代的噻唑取代或未取代的噁唑取代或未取代的哌啶取代或未取代的吡咯烷取代或未取代的吡咯啉取代或未取代的吡咯取代或未取代的三唑li+、na+、k+、rb+、cs+、fr+或其任意组合;

r1至r5可以各自独立地选自:

氢、氘、-f、-cl、-br、-i、羟基、c1-c20烷基、c2-c10烯基、c2-c10炔基和c1-c20烷氧基,

各自被选自氘、-f、-cl、-br、-i和羟基中的至少一个取代的c1-c20烷基、c2-c10烯基、c2-c10炔基和c1-c20烷氧基,

苯基、萘基、联苯基和三联苯基,

各自被选自氘、-f、-cl、-br、-i、羟基、c1-c20烷基、c2-c10烯基、c2-c10炔基和c1-c20烷氧基中的至少一个取代的苯基、萘基、联苯基和三联苯基;以及

-n(q1)(q2),

取代的咪唑的至少一个取代基、取代的吡啶的至少一个取代基、取代的哒嗪的至少一个取代基、取代的嘧啶的至少一个取代基、取代的吡嗪的至少一个取代基、取代的吡唑的至少一个取代基、取代的噻唑的至少一个取代基、取代的噁唑的至少一个取代基、取代的哌啶的至少一个取代基、取代的吡咯烷的至少一个取代基、取代的吡咯啉的至少一个取代基、取代的吡咯的至少一个取代基和取代的三唑的至少一个取代基可以各自独立地选自:

氘、-f、-cl、-br、-i、羟基、c1-c20烷基、c2-c10烯基、c2-c10炔基和c1-c20烷氧基,

各自被选自氘、-f、-cl、-br、-i和羟基中的至少一个取代的c1-c20烷基、c2-c10烯基、c2-c10炔基和c1-c20烷氧基,

苯基、萘基、联苯基和三联苯基,

各自被选自氘、-f、-cl、-br、-i、羟基、c1-c20烷基、c2-c10烯基、c2-c10炔基和c1-c20烷氧基中的至少一个取代的苯基、萘基、联苯基和三联苯基;以及

-n(q1)(q2),并且

q1和q2可以各自独立地选自氢、氘、c1-c20烷基、c2-c10烯基、c2-c10炔基、c1-c20烷氧基、苯基、萘基、联苯基和三联苯基。然而,实施方式不限于此。

在一些实施方式中,在式1中,a1可以为(r1r2r3r4n)+、(r1r2r3r4p)+、(r1r2r3r4as)+、(r1r2r3r4sb)+、取代或未取代的环庚三烯li+、na+、k+、rb+、cs+、fr+或其任意组合;

r1至r4可以各自独立地选自氢、氘、-f、-cl、-br、-i、羟基、c1-c20烷基、c2-c10烯基、c2-c10炔基、c1-c20烷氧基和-n(q1)(q2);取代的环庚三烯的至少一个取代基可以各自独立地选自氘、-f、-cl、-br、-i、羟基、c1-c20烷基、c2-c10烯基、c2-c10炔基、c1-c20烷氧基和-n(q1)(q2);并且

q1和q2可以各自独立地选自氢、氘、c1-c20烷基、c2-c10烯基、c2-c10炔基和c1-c20烷氧基。然而,实施方式不限于此。

在一些实施方式中,在式1中,a1可以为(ch3nh3)+、(c2h6ph2)+、(ch3ash3)+、(nh4)+、(ch3sbh3)+、(c2h6nh2)+、(ph4)+、(ch2n2h4)+、(pf4)+、(ch3ph3)+、(c7h7)+、(sbh4)+、(ash4)+、(ncl4)+、(nh3oh)+、(nh3nh2)+、(ch(nh2)2)+、(c3n2h5)+、((ch3)2nh2)+、(nc4h8)+、((ch3ch2)nh3)+、((nh2)3c)+、li+、na+、k+、rb+、cs+、fr+或其任意组合。然而,实施方式不限于此。

在一些实施方式中,在式1中,a1可以为(ch3nh3)+、k+、rb+、cs+或其任意组合。然而,实施方式不限于此。

例如,在式1中,b1可以为eu2+。然而,实施方式不限于此。

例如,第一钙钛矿化合物可以不包括pb2+和/或sn2+。然而,实施方式不限于此。不包括pb2+和/或sn2+的第一钙钛矿化合物可以是对环境安全的。

例如,在式1中,x1可以为i)单价阴离子,或ii)至少两种不同的单价阴离子的任意组合。然而,实施方式不限于此。

在一些实施方式中,在式1中,x1可以为f-、cl-、br-、i-或其任意组合。然而,实施方式不限于此。

在一些其它实施方式中,在式1中,x2可以为i-。然而,实施方式不限于此。

例如,在式1中,l、m和n可以各自独立地为0.1至3的实数。然而,实施方式不限于此。

在一些实施方式中,在式1中,

l可以为1,m可以为1,并且n可以为3;

l可以为1,m可以为0.5,并且n可以为2;

l可以为1,m可以为0.67,并且n可以为2.33;或者

l可以为1,m可以为0.75,并且n可以为2.5。然而,实施方式不限于此。

在一些实施方式中,式1的第一钙钛矿化合物可以具有中性缺陷,并且可以选自:

[ch3nh3][eu][i]3、[ch3nh3][pbreu(1-r)][i]3、[ch3nh3][pbryb(1-r)][i]3、[ch3nh3][pbrtm(1-r)][i]3、[ch3nh3][pbrla(1-r)][i]3、[ch3nh3][pbrce(1-r)][i]3、[ch3nh3][pbrpr(1-r)][i]3、[ch3nh3][pbrnd(1-r)][i]3、[ch3nh3][pbrpm(1-r)][i]3、[ch3nh3][pbrgd(1-r)][i]3、[ch3nh3][pbrtb(1-r)][i]3、[ch3nh3][pbrho(1-r)][i]3和[ch3nh3][pbrer(1-r)][i]3;

[cs][pbreu(1-r)][i]3、[cs][pbryb(1-r)][i]3、[cs][pbrtm(1-r)][i]]3、[cs][pbrla(1-r)][i]3、[cs][pbrce(1-r)][i]3、[cs][pbrpr(1-r)][i]3、[cs][pbrnd(1-r)][i]3、[cs][pbrpm(1-r)][i]3、[cs][pbrgd(1-r)][i]3、[cs][pbrtb(1-r)][i]3、[cs][pbrho(1-r)][i]3和[cs][pbrer(1-r)][i]3;

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第一钙钛矿化合物可以实质上包括镧系金属,例如铕(eu)。镧系金属可以在第一钙钛矿化合物中作为二价阳离子或三价阳离子存在,从而可以改善第一钙钛矿化合物的导电性。

由式1表示的第一钙钛矿化合物可以具有任何形式,不限于特定形式。例如,由式1表示的第一钙钛矿化合物可以为纳米颗粒、纳米线、纳米层、多个纳米层、微粒、微丝、微层或多个微层的形式。

包括由式1表示的第一钙钛矿化合物的空穴传输层121可以通过以下过程形成:将含a1的前体和含b1的前体供应至第一电极110上,并且同时或顺序地实施热处理。

例如,包括由式1表示的第一钙钛矿化合物的空穴传输层121可以通过以下过程形成:将含a1的前体和含b1的前体供应至第一电极110上,并且同时实施热处理(即,一步法)。

例如,包括由式1表示的第一钙钛矿化合物的空穴传输层121可以通过以下过程形成:将含a1的前体和含b1的前体供应至第一电极110上以形成含前体的层,然后热处理该含前体的层(即,两步法)。

在含a1的前体和含b1的前体中,a1和b1的定义可以与结合式1所描述的那些相同。

例如,含al的前体可以选自al的卤化物(例如(a1)(x1)),而含b1的前体可以选自b1的卤化物(例如,(b1)(x1)2)。在(a1)(x1)和(b1)(x1)2中,a1和b1的定义可以与结合式1所描述的那些相同,且x1可以选自-f、-cl、-br和-i。

由式1表示的第一钙钛矿化合物的中性缺陷可以通过在形成空穴传输层121期间调节(a1)(x1)和(b1)(x1)2的摩尔比来控制。例如,通过调节(a1)(x1)与(b1)(x1)2的摩尔比小于1,由式1表示的第一钙钛矿化合物可以具有选自上述(a)、(b)、(f)、(g)、(k)和(l)的类型的中性缺陷。

在形成空穴传输层121期间,热处理条件可以根据含a1的前体中的a1是否包括单价无机阳离子而变化。

例如,用于形成空穴传输层的热处理条件可以选自:i)当a1不包括单价无机阳离子时,约100℃至约400℃的温度和约15分钟至1小时的持续时间,和ii)当a1包括单价无机阳离子时,约400℃至约800℃的温度和约2小时至48小时的持续时间。然而,实施方式不限于此。

空穴传输区的厚度可以为约至约以及在一些实施方式中,约至约空穴传输层的厚度可以为约至约以及在一些实施方式中,约至约当空穴传输区和空穴传输层的厚度在这些范围内时,在驱动电压没有显著增加下可获得令人满意的空穴传输特性。

空穴控制层可以促进在第一电极,空穴传输层和/或发光层之间的界面处的空穴注入,从而改善发光层中的空穴-电子平衡。

空穴控制层可以包括选自碱金属卤化物、碱土金属卤化物和稀土金属卤化物中的至少一种。

例如,空穴控制层可以包括选自lif、naf、kf、rbf、csf、lii、nai、ki、rbi和csi中的至少一种。然而,实施方式不限于此。

发光层130可以包括具有或不具有中性缺陷的第三钙钛矿化合物。除了存在或不存在中性缺陷以外,第三钙钛矿化合物的定义可以与上述第一钙钛矿化合物相同。在约25℃,第三钙钛矿化合物的空穴浓度可以为约1.0×1016cm-3至约9×1018cm-3,并且在约25℃,第三钙钛矿化合物的电子浓度可以为约1.0×1016cm-3至约9×1018cm-3。例如,在约25℃,第三钙钛矿化合物的空穴与电子的浓度比可以为约10:1至1:10。然而,实施方式不限于此。

在一些实施方式中,发光层130可以包括含有ii-vi族化合物半导体的量子点。例如,发光层130可以包括ii-vi族化合物半导体的纳米晶体,例如cds、cdse、cdte、zns、znse、znte、hgs、hgte或其任意组合。然而,实施方式不限于此。

在一些实施方式中,发光层130可以包括有机材料。发光层130可以包括有机主体和有机掺杂剂。有机掺杂剂可以包括磷光掺杂剂和荧光掺杂剂中的至少一种。

例如,有机主体可以选自9,10-二(2-萘基)蒽(adn)、2-甲基-9,10-双(萘-2-基)蒽(madn)、9,10-二(2-萘基)-2-叔丁基蒽(tbadn)、4,4'-双(n-咔唑基)-1,1'-联苯(cbp)、1,3-二-9-咔唑基苯(mcp)和1,3,5-三(咔唑-9-基)苯(tcp)。然而,实施方式不限于此。

例如,有机掺杂剂可以选自由下式表示的化合物。然而,实施方式不限于此。

基于100重量份的有机主体,发光层130中的有机掺杂剂的量可以为约0.01重量份至约15重量份。然而,实施方式不限于此。

发光层130的厚度可以为约至约以及在一些实施方式中,可以为约至约当发光层130的厚度在这些范围内时,在驱动电压没有显著增加下,发光层130可以具有改善的发光能力。

电子传输区140可以具有i)包括单个层(由单种材料组成)的单层结构、ii)包括单个层(由多种不同的材料组成)的单层结构或者iii)包括由不同材料组成的多个层的多层结构。

电子传输区140可以包括选自缓冲层、空穴阻挡层、电子控制层、电子传输层(etl)和电子注入层中的至少一个层。然而,实施方式不限于此。

例如,电子传输区140可以具有这样的结构,例如,电子传输层/电子注入层的结构、空穴阻挡层/电子传输层/电子注入层的结构、电子控制层/电子传输层的结构、电子传输层/电子控制层的结构、电子控制层/电子传输层/电子注入层的结构、缓冲层/电子传输层/电子注入层的结构或第一电子控制层/电子传输层/第二电子控制层的结构,其中可以按照陈述的顺序在发光层130上顺序堆叠所述层。然而,实施方式不限于此。

电子传输区140可以包括无机材料。例如,无机材料可以包括金属卤化物、金属氧化物、金属硫属化物、金属硒化物或其任何组合。

在一些实施方式中,无机材料可以包括iv族化合物半导体(例如碳化硅)、iii-v族半导体(例如砷化镓)、ii-vi族半导体(例如硒化镉)、i-vii族半导体(例如氯化铜(i)或cui)、iv-vi族半导体(例如,硒化铅)、v-vi族半导体(例如碲化铋)、ii-v族半导体(例如,砷化镉)、三元或四元半导体(例如,铜铟硒化物、铜铟镓二硒化物、铜锌锡硫化物(czts)或铜锌锡硫硒化物(cztsse))或其任意组合。然而,实施方式不限于此。

在一些其他实施方式中,无机材料可以包括:钛、铌、锡、锌、镉、铜、铅或其任意组合(例如其合金)的氧化物;锑、铜、锌、铁、铋或其任意组合(例如其合金)的硫属化物(例如硫化铜或硫化铁);铜锌锡硫属化物(例如铜锌锡硫化物,比如cu2znsns4(czts)或铜锌锡硫硒化物,比如cu2znsn(s1-xsex)4(cztsse));铜铟硫属化物,比如铜铟硒化物(cis);铜铟镓硒化物,比如铜铟镓硒化物(cuin1-xgaxse2)(cigs);铜铟镓二硒化物;或其任意组合,其中x可以为大于0至小于或等于1的实数。然而,实施方式不限于此。

在一些实施方式中,电子传输区140可以包括稍后将描述的具有中性缺陷的第二钙钛矿化合物。

在一些实施方式中,电子传输区140可以包括有机材料。

例如,可用于电子传输区140的有机材料可以为具有至少一个π电子耗尽的含氮环的无金属化合物。作为成环部分的“π电子耗尽的含氮环”可以指具有至少一个*-n=*'部分的c1-c60杂环基。

例如,“π电子耗尽的含氮环”可以为i)具有至少一个*-n=*'部分的五元至七元杂单环基团,ii)包括至少两个彼此稠合的五元至七元杂单环基团的杂多环基团,所述五元至七元杂单环基团具有至少一个*-n=*'部分,或者iii)包括彼此稠和的至少一个五元至七元杂单环基团和至少一个c5-c60碳环基的杂多环基团,所述五元至七元杂单环基团具有至少一个*-n=*'部分。

例如,可用于电子传输区140的有机材料可以为选自2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(bcp)、4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(bphen)、alq3、balq、3-(联苯-4-基)-5-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-4h-1,2,4-三唑(taz)、ntaz和2,2′,2"-(1,3,5-苯三基)-三(1-苯基-1-h-苯并咪唑)(tpbi)中的至少一种化合物。然而,实施方式不限于此。

电子传输区的厚度可以为约至约以及在一些实施方式中,约至约电子传输层的厚度可以为约至约以及在一些实施方式中,约至约当电子传输区和电子传输层的厚度在这些范围内时,在驱动电压没有显著增加下可获得令人满意的电子传输特性。

电子控制层可以促进在发光层、电子传输层和/或第二电极之间的界面处的电子注入,从而可以改善发光层中的电子-空穴平衡。

对电子控制层的详细描述可以与上述空穴控制层的描述基本上相同,因此此处不提供其描述。

第二电极150可以在电子传输区140上。第二电极150可以为作为电子注入电极的阴极。用于第二电极150的材料可以为具有低功函的金属、合金或导电化合物,或其组合。

第二电极150可以包括选自锂(li)、银(ag)、镁(mg)、铝(al)、铝-锂(al-li)、钙(ca)、镁-铟(mg-in)、镁-银(mg-ag)、铟锡氧化物(ito)和铟锌氧化物(izo)中的至少一种。然而,实施方式不限于此。第二电极150可以为透射电极、半透射电极或反射电极。

第二电极150可以具有包括单个层的单层结构或包括多个层的多层结构。

发光层130和空穴传输区域120中的层以及电子传输区域140中的层可以使用各种方法形成在预定区域中,例如,真空沉积、旋转涂布、浇注、朗缪尔-布罗基特(lb)沉积、喷墨打印、激光打印、激光诱导的热成像(liti)等。

当使用真空沉积形成发光层130、空穴传输区120的层和电子传输区140的层时,沉积条件可以包括:例如,约100℃至约500℃的沉积温度,约10-8托至约10-3托的压力和约/秒至约/秒的沉积速率。沉积条件可以根据目标层的材料和期望的结构在这些范围内适当选择。

当使用旋转涂布形成发光层130、空穴传输区120的层和电子传输区140的层时,涂布条件可以包括:例如,约2000rpm至约5000rpm的涂布速率和约80℃至200℃的热处理温度。涂布条件可以根据目标层的材料和期望的结构在这些范围内适当地选择。

在下文中,现在将参照图2描述根据另一实施方式的发光装置的结构及其制造方法。

图2为根据另一实施方式的发光装置200的示意性截面图。

参考图2,根据实施方式的发光装置200可以包括第一电极210、空穴传输区220、发光层230、电子传输区240和第二电极250。

第一电极210、空穴传输区220、发光层230、电子传输区240和第二电极250的详细描述可以与上述参考图1描述的第一电极110、空穴传输区120、发光层130、电子传输区140和第二电极150的那些基本上相同,因此此处不提供其描述。

空穴传输区220可以包括无机材料。无机材料的定义可以与上文描述的相同。

在一些实施方式中,空穴传输区220可以包括上述具有中性缺陷的第一钙钛矿化合物。

在一些实施方式中,空穴传输区220可以包括有机材料。

例如,有机材料可以为m-mtdata、tdata、2-tnata、npb(npd)、β-npb、tpd、螺-tpd、螺-npb、甲基化的npb、tapc、hmtpd、4,4',4”-三(n-咔唑基)三苯胺(tcta)、聚苯胺/十二烷基苯磺酸(pani/dbsa)、聚(3,4-乙撑二氧噻吩)/聚(4-苯乙烯磺酸酯)(pedot/pss)、聚苯胺/樟脑磺酸(pani/csa)或聚苯胺/聚(4-苯乙烯磺酸酯)(pani/pss)。然而,实施方式不限于此。

电子传输区240可以包括电子传输层241。电子传输区240还可以包括选自缓冲层、空穴阻挡层、电子控制层和电子注入层中的至少一个层。

电子传输层241可以包括具有中性缺陷的第二钙钛矿化合物。

在约25℃,第二钙钛矿化合物的电子浓度可以为约1.0×1016cm-3至约9×1018cm-3。例如,在约25℃,第二钙钛矿化合物的电子浓度可以为约1.0×1016cm-3至约9×1017cm-3。然而,实施方式不限于此。当第二钙钛矿化合物的电子浓度在这些范围内时,可以减少电子注入障碍,以使发光层230可以具有改善的电子-空穴平衡。

第二钙钛矿化合物可以由式2表示:

<式2>

[a2]o[b2]p[x2]q

在式2中,

a2可以为至少一种单价有机阳离子、至少一种单价无机阳离子或其任意组合,

b2可以为la2+、ce2+、pr2+、nd2+、pm2+、eu2+、gd2+、tb2+、ho2+、er2+、tm2+、yb2+、lu2+或其任意组合,

x2可以为至少一种单价阴离子,

o、p和q可以各自独立地为大于0且小于或等于10的实数,并且

o+2p=q。

在式2中,a2的定义可以与上述式1中的a1基本上相同,b2的定义可以如上述式1中的b1基本上相同,x2的定义可以与上述式1中的x1基本上相同,因此这里不提供a2、b2和x2的详细描述。

例如,在式2中,o、p和q可以各自独立地为约0.1至约3的实数。然而,实施方式不限于此。

在一些实施方式中,在式2中,

o可以为1,p可以为1,并且q可以为3;

o可以为1,p可以为0.5,并且q可以为2;

o可以为1,p可以为0.67,并且q可以为2.33;或者

o可以为1,p可以为0.75,并且q可以为2.5。然而,实施方式不限于此。

在一些实施方式中,式2的第二钙钛矿化合物可以具有中性缺陷,并且可以选自:

[ch3nh3][eu][i]3、[ch3nh3][pbreu(1-r)][i]3、[ch3nh3][pbryb(1-r)][i]3、[ch3nh3][pbrtm(1-r)][i]3、[ch3nh3][pbrla(1-r)][i]3、[ch3nh3][pbrce(1-r)][i]3、[ch3nh3][pbrpr(1-r)][i]3、[ch3nh3][pbrnd(1-r)][i]3、[ch3nh3][pbrpm(1-r)][i]3、[ch3nh3][pbrgd(1-r)][i]3、[ch3nh3][pbrtb(1-r)][i]3、[ch3nh3][pbrho(1-r)][i]3和[ch3nh3][pbrer(1-r)][i]3;

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第二钙钛矿化合物可以实质上包括镧系金属,例如eu。镧系金属可以在第二钙钛矿化合物中作为二价阳离子或三价阳离子存在,从而可以改善第二钙钛矿化合物的导电性。

由式2表示的第二钙钛矿化合物可以具有任何形式,不限于特定形式。例如,由式2表示的第二钙钛矿化合物可以为纳米颗粒、纳米线、纳米层、多个纳米层、微粒、微丝、微层或多个微层的形式。

形成包括由式2表示的第二钙钛矿化合物的电子传输层241的方法可以与上述形成空穴传输层121的方法基本上相同,因此此处不详细描述。

由式2表示的第二钙钛矿化合物的中性缺陷可以通过在形成电子传输层241期间调节(a2)(x2)和(b2)(x2)2的摩尔比来控制。例如,通过调节(a2)(x2)与(b2)(x2)2的摩尔比大于1,由式2表示的第二钙钛矿化合物可以具有选自上述(c)、(d)、(e)、(h)、(i)和(j)的类型的中性缺陷。

在下文中,现在将参照图3描述根据另一实施方式的发光装置的结构及其制造方法。

图3为根据另一实施方式的发光装置300的示意性截面图。

参考图3,根据实施方式的发光装置300可以包括第一电极310、空穴传输区320、发光层330、电子传输区340和第二电极350。

第一电极310、空穴传输区320、发光层330、电子传输区340和第二电极350的详细描述可以与上述参考图1描述的第一电极110、空穴传输区120、发光层130、电子传输区140和第二电极150的那些基本上相同,因此此处不提供其描述。

空穴传输区320可以包括空穴传输层321。空穴传输区320还可以包括选自空穴注入层、发光辅助层、电子阻挡层和空穴控制层中的至少一个层。

空穴传输层321可以包括上述具有中性缺陷的第一钙钛矿化合物。在约25℃,第一钙钛矿化合物的空穴浓度可以为约1.0×1016cm-3至约9×1018cm-3,并且第一钙钛矿化合物可以由式1表示。

电子传输区340可以包括电子传输层341。电子传输区340还可以包括选自缓冲层、空穴阻挡层、电子控制层和电子注入层中的至少一个层。

电子传输层341可以包括上述具有中性缺陷的第二钙钛矿化合物。在约25℃,第二钙钛矿化合物的电子浓度可以为约1.0×1016cm-3至约9×1018cm-3,并且第二钙钛矿化合物可以由式2表示。

现在将参考以下实施例详细描述根据本公开的层和发光装置的一个或多个实施方式。然而,这些实施例仅仅是为了说明的目的,而并不意图限制本公开的一个或多个实施方式的范围。

[实施例]

制备例1

将ch3nh3i和eui2以约1:0.2的摩尔比共沉积在玻璃基板上,以形成包括ch3nh3i和eui2的含前体的层,然后在约100℃下热处理约15分钟以形成包括(ch3nh3)(eu)i3的厚度约40nm的层。通过x射线光电子能谱(xps)分析所得层。

制备例2

除了在玻璃基板上形成包括摩尔比为约1:0.4的ch3nh3i和eui2的含前体的层以外,以与制备例1相同的方式形成包括(ch3nh3)(eu)i3的厚度约40nm的层。通过xps分析所得层。

制备例3

除了在玻璃基板上形成包括摩尔比为约1:1的ch3nh3i和eui2的含前体的层以外,以与制备例1相同的方式形成包括(ch3nh3)(eu)i3的厚度约40nm的层。通过xps分析所得层。

制备例4

除了在玻璃基板上形成包括摩尔比为约1:1.5的ch3nh3i和eui2的含前体的层以外,以与制备例1相同的方式形成包括(ch3nh3)(eu)i3的厚度约40nm的层。通过xps分析所得层。

对比制备例1:

除了在玻璃基板上形成包括摩尔比为约1:1的csi和pbi2的含前体的层以外,以与制备例1相同的方式形成包括cspbi3的厚度约40nm的层。

对比制备例2:

除了在玻璃基板上形成包括摩尔比为约1:1的ch3nh3i和pbi2的含前体的层以外,以与制备例1相同的方式形成包括ch3nh3pbi3的厚度约40nm的层。

评价例1:层中的空穴/电子浓度和空穴/电子迁移率的评价

使用ecopiahms-3000系统评价制备例1至4和对比制备例1和2的层中的电子或空穴浓度和电子或空穴迁移率。结果示于表1中。

[表1]

参考表1,与对比制备例1的层的那些相比,发现制备例1的层具有更高的空穴浓度和更高的空穴迁移率。与对比制备例2的层相比,发现制备例2至4的层具有更高的电子浓度和/或更高的电子迁移率。

实施例1

将具有ito阳极(15ω/cm2,100nm)的ito玻璃基板(可获自康宁)切割成约50mm×50mm×0.5mm的尺寸,在丙酮、异丙醇然后去离子水中各超声清洗约15分钟,并且通过紫外线照射和暴露于臭氧清洁约30分钟,然后装入真空沉积设备。

以与制备例1相同的方式,在ito阳极上形成具有空穴传输层的厚度约40nm的空穴传输区。

将tbadn和dpavbi以约97:3的重量比共沉积在空穴传输区上,以形成厚度约30nm的发光层。

然后将tpbi沉积在发光层上以形成厚度约30nm的电子传输层。然后,将rbi和yb以约1:1的重量比共沉积在电子传输层上,以形成具有厚约1.5nm的电子注入层的电子传输区。

接下来,将ag和mg以约9:1的重量比共沉积在电子传输区上,以形成厚度约10nm的阴极,由此制造发光装置。

实施例2

将具有ito阳极(15ω/cm2,100nm)的ito玻璃基板(可获自康宁)切割成约50mm×50mm×0.5mm的尺寸,在丙酮、异丙醇然后去离子水中各超声清洗约15分钟,并且通过紫外线照射和暴露于臭氧清洁约30分钟,然后装入真空沉积设备。

将cui沉积在ito阳极上以形成具有厚约40nm的空穴传输层的空穴传输区。

将tbadn和dpavbi以约97:3的重量比共沉积在空穴传输区上,以形成厚度约30nm的发光层。

以与制备例2相同的方式,在发光层上形成具有电子传输层的电子传输区。

接下来,将ag和mg以约9:1的重量比共沉积在电子传输区上,以形成厚度约10nm的阴极,由此制造发光装置。

实施例3

将具有ito阳极(15ω/cm2,100nm)的ito玻璃基板(可获自康宁)切割成约50mm×50mm×0.5mm的尺寸,在丙酮、异丙醇然后去离子水中各超声清洗约15分钟,并且通过紫外线照射和暴露于臭氧清洁约30分钟,然后装入真空沉积设备。

将cui沉积在ito阳极上以形成具有厚约40nm的空穴传输层的空穴传输区。

将tbadn和dpavbi以约97:3的重量比共沉积在空穴传输区上,以形成厚度约30nm的发光层。

以与制备例3相同的方式,在发光层上形成具有电子传输层的电子传输区。

接下来,将ag和mg以约9:1的重量比共沉积在电子传输区上,以形成厚度约10nm的阴极,由此制造发光装置。

实施例4

将具有ito阳极(15ω/cm2,100nm)的ito玻璃基板(可获自康宁)切割成约50mm×50mm×0.5mm的尺寸,在丙酮、异丙醇然后去离子水中各超声清洗约15分钟,并且通过紫外线照射和暴露于臭氧清洁约30分钟,然后装入真空沉积设备。

将cui沉积在ito阳极上以形成具有厚约40nm的空穴传输层的空穴传输区。

将tbadn和dpavbi以约97:3的重量比共沉积在空穴传输区上,以形成厚度约30nm的发光层。

以与制备例4相同的方式,在发光层上形成具有电子传输层的电子传输区。

接下来,将ag和mg以约9:1的重量比共沉积在电子传输区上,以形成厚度约10nm的阴极,由此制造发光装置。

对比例1

除了以与对比制备例1相同的方式形成空穴传输层以外,以与实施例1相同的方式制造有机发光装置。

对比例2

除了以与对比制备例2相同的方式形成电子传输层以外,以与实施例2相同的方式制造有机发光装置。

对比例3

除了使用有机化合物311形成空穴传输层以外,以与实施例1相同的方式制造有机发光装置。

评价例2:

使用吉时利source-measureunit(smu236)和pr650(spectroscan)sourcemeasurementunit(可获自photoresearch公司)测量实施例1至4和对比例1至3的发光装置在5ma/cm2下的电流效率。结果示于表2中。

[表2]

参考表2,与对比例1至3的发光装置相比,发现实施例1至4的发光装置具有改善的电流效率。

如上所述,根据一个或多个实施方式,在空穴传输层和/或电子传输层中包括上述钙钛矿化合物的发光装置可以具有改善的电流效率。

应理解,本文所述的实施方式应理解为仅仅是描述性意义并且不用于限制的目的。每个实施方式中的特征或方面的描述通常应理解为可用于其他实施方式中的其他类似特征或方面。

尽管已经参照附图描述了一个或多个实施方式,但是本领域普通技术人员将理解,在不背离由权利要求书限定的发明构思的精神和范围的情况下,在其中的形式和细节方面可作出各种改变。

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