一种有机半导体器件及其连接结构制造技术

本申请公开了一种有机半导体器件及其连接结构，所述连接结构包括叠加设置的n型电子传输材料层与p型空穴传输材料层，所述n型电子传输材料层与p型空穴传输材料层之间设有界面修饰层，用于结合所述连接结构内的累积电荷。本申请中界面修饰层的设置有效地降低了有机半导体器件在连接结构处的高跨压，提高了OLED器件的抗辐照能力和使用寿命。

An organic semiconductor device and its connection structure

【技术实现步骤摘要】
一种有机半导体器件及其连接结构
本公开一般涉及有机光电
，具体涉及有机半导体器件及其连接结构。
技术介绍
有机发光二极管(organiclight-emittingdiode,OLED)与有机光伏器件(organicphotovoltaicdevice,OPV)为有机半导体主要的应用方向，其中OLED为一种电激发光的器件，主要的应用为显示与照明领域；而OPV为一种将外界光源转换成电能的一种方式，为一种极具潜力的绿色能源。多年的发展下来，OLED与OPV制造过程所需要的材料已经不再局限为纯有机半导体材料，有机材料、无机材料、有机－无机复合材料都能有效提升器件性能与使用寿命，加上此类半导体材料可以经由实验室大量合成，在成本与发展性上有着不可替代的优势，因此如何进一步提升器件性能与寿命上为目前开发所专注的重点。在OLED与OPV中有一类器件称为串联式结构(又称结构,tandemstructure,stackingstructure)，OLED的目的在于增加单位面积亮度或减少操作电流，可以有效增加器件的操作发光强度与寿命；OPV中使用串接两个以上的发光层，可以有效增加光电转换比例或增加不同波段的转换效率。就电荷传导特性而言，叠层器件中的连接结构最适合使用金属导电材料，但由于同时需要考虑光学性质，因此透明的连接结构成为重要的研究课题。在OLED中的连接结构统称为电荷产生层(chargegenerationlayer,CGL)，在OPV中的连接结构统称为连接层(connectingunits)；电荷产生层与连接层组成架构与电荷传输特性需求基本相同，需要有高效的电荷传输能力，包含电子与空穴的传输能力；在叠层OLED中的CGL让电子与空穴分别提供给上下相接的发光主动层使用(形式上连接结构能够同时提供电子与空穴给不同需求结构，因此在叠层OLED中称电荷产生层)；在叠层OPV中吸光主动层会产生电子与空穴的分离，连接结构接于两个相异的吸光主动层之间，要分别接受电子与空穴在连接结构中结合。两类型(OLED与OPV)的连接结构皆在维持器件中的电荷平衡，才能让器件维持在正常且高效的运作状态。电荷产生层与连接层发展为至少两种结构组合，基本上都是一层电子传输材料(n型材料)与一层空穴传输材料(p型材料)结合而成；n型材料通常为电子传输类材料搭配特定掺杂进一步提升电子迁移率，p型材料通常为空穴传输类材料搭配特定掺杂进一步提升空穴迁移率；上述材料并不局限于全有机或全无机材料，现有的电荷产生层或连接层如：Alq3:Mg/WO3、Bphen:Li/MoO3、BCP:Li/V2O5、Alq3:Li/HAT-CN、CuPc/F16-CuPc、Alq3:Li./NPB:F4-TCNQ、Alq3:Li./NPB:FeCl3、Bphen:Li/m-TDATA:F4-TCNQ、Alq3:Li./NPB:MoO3、A/WO3/Ag、C60/Al/Au等众多组合。但经由计算与分析指出，多数电荷产生层与连接层存在一定的跨压现象，也就是叠层器件虽然可以正常运作，但电荷产生层与连接层必须消耗一定的电压。
技术实现思路
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种有机半导体器件及其连接结构。第一方面，本申请提供一种有机半导体器件连接结构，所述连接结构包括叠加设置的n型电子传输材料层与p型空穴传输材料层，所述n型电子传输材料层与p型空穴传输材料层之间设有界面修饰层，用于与所述连接结构内的累积电荷结合。根据本申请实施例提供的技术方案，所述界面修饰层由能隙大于2.3电子伏特的有机-无机杂化钙钛矿材料制成。根据本申请实施例提供的技术方案，所述有机-无机杂化钙钛矿材料的结构通式为AmBnXk，其中A为有机胺基团，B为第四主族金属离子或过渡金属离子，X为一种或多种卤素元素组合，m、n、k为大于等于1的整数。根据本申请实施例提供的技术方案，所述有机-无机杂化钙钛矿材料为CH3NH3PbCl3、(C10H21NH3)2PbI4、((CH3)2NH2)3BiI6、CH3NH3SnI3中的至少一种。根据本申请实施例提供的技术方案，所述界面修饰层的厚度范围为0.1nm-200nm。根据本申请实施例提供的技术方案，所述界面修饰层的厚度的范围为0.5nm-20nm。根据本申请实施例提供的技术方案，所述界面修饰层的光学穿透率大于70％以上。第二方面，本申请提供一种有机半导体器件，包括上述任意一种连接结构。本申请的技术方案中，通过在有机半导体器件的连接结构的n型电子传输材料层与p型空穴传输材料层之间设有界面修饰层；用于与所述连接结构内的积累电荷结合；由于OLED器件在正常工作的时候，在连接结构处会产生大量的富余电子，形成积累电荷，从而导致在连接结构处形成高的跨压，而电荷的持续积累会造成器件驱动电压持续上升，同时影响器件寿命，因此界面修饰层将富余电子(也即累计电荷)结合后，可有效地降低了有机半导体器件在连接结构处的高跨压，提高了OLED器件的抗辐照能力和使用寿命。根据本申请实施例提供的技术方案，通过将界面修饰层的材料设为能隙大于2.3电子伏特的有机-无机杂化钙钛矿材料，可以吸收大于2.3电子伏特的光线，减少器件内大于2.3电子伏特的光线的强度，籍此增加屏体抗辐照特性。因此上述材料不仅可以解决有机半导体器件的电荷积累的问题，通过吸收积累的电荷，有效降低了有机半导体器件在电荷连接结构处的高跨压现象，避免了器件驱动电压的上升，还具有吸收紫外线的能力，可进一步提高OLED器件的抗紫外线能力和使用寿命。，现有技术中，存在将有机-无机杂化钙钛矿材料应用在OLED屏体的连接结构处的技术方案，但是此时有机-无机杂化钙钛矿材料的作用为直接用作n型电子传输材料层与p型空穴传输材料层的材料，或者掺杂在n型电子传输材料层与p型空穴传输材料层内，用于提升载流子传输能力或者提高可见光的亮度；由于能隙2.3eV以上的有机-无机杂化钙钛矿的吸光范围已经离开可见光区，不具备发出可见光段光线的能力；且由于能隙太窄，对于器件的电荷分离能力太差，容易形成电荷陷阱，因此其应用于发光器件中，不具备提升可驱动电流的能力；因此本领域的技术人员的一般常识范围内不会选用能隙2.3eV以上的钙钛矿材料用做电荷连接结构的材料。而本申请中，恰好利用能隙2.3eV以上的有机-无机杂化钙钛矿的能隙窄、易于形成电荷陷阱的特点，来结合在连接结构处积累的电荷，使得连接结构处的载流子传输能力做出一些牺牲的前提下，解决了降低连接结构处跨压高的问题，同时还起到了提高抗辐照的能力，使得OLED屏体的整体性能得到了有效地提升，尤其是有效提升了OLED器件的寿命。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本申请实施例1的结构示意图；图2为本申请实施例2的结构示意图；图3为现有技术中OLED器件在电荷产生层处的跨压示意图；图4为现有技术中OPV本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有机半导体器件连接结构，所述连接结构包括叠加设置的n型电子传输材料层与p型空穴传输材料层，其特征在于，所述n型电子传输材料层与p型空穴传输材料层之间设有界面修饰层，用于与所述连接结构内的累积电荷结合。/n

【技术特征摘要】
1.一种有机半导体器件连接结构，所述连接结构包括叠加设置的n型电子传输材料层与p型空穴传输材料层，其特征在于，所述n型电子传输材料层与p型空穴传输材料层之间设有界面修饰层，用于与所述连接结构内的累积电荷结合。


2.根据权利要求1所述的有机半导体器件连接结构，其特征在于，所述界面修饰层由能隙大于2.3电子伏特的有机-无机杂化钙钛矿材料制成。


3.根据权利要求2所述的有机半导体器件连接结构，其特征在于，所述有机-无机杂化钙钛矿材料的结构通式为AmBnXk，其中A为有机胺基团，B为第四主族金属离子或过渡金属离子，X为一种或多种卤素元素组合，m、n、k为大于等于1的整数。


4.根据权利要求1所述的有机半导体器件连接结构，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：于倩倩，朱映光，陈旭，
申请(专利权)人：固安翌光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13