[發(fā)明專利]一種藍(lán)光薄膜及其制備方法、藍(lán)光器件及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110656819.3
• 申請(qǐng)日: 2021-06-11
• 公開（公告）號(hào): CN113394360B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張會(huì)丹;蘇瑩;孫一芳;曾慶輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號(hào): H01L51/56
• 分類號(hào): H01L51/56;H01L51/50
• 代理公司: 長(zhǎng)春中科長(zhǎng)光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 22218
• 代理人: 高一明;郭婷

本發(fā)明提供一種藍(lán)光薄膜及其制備方法、藍(lán)光器件及其制備方法，薄膜制備包括如下步驟：S1：制備全無機(jī)鈣鈦礦前驅(qū)體溶液；S2：基于所述全無機(jī)鈣鈦礦前驅(qū)體溶液利用配體輔助再沉淀法制備全無機(jī)藍(lán)光鈣鈦礦薄膜。對(duì)比傳統(tǒng)的有機(jī)和有機(jī)?無機(jī)摻雜的鈣鈦礦薄膜，全無機(jī)金屬鹵化物具有色純度高、帶隙易調(diào)、窄帶發(fā)射以及熒光量子效率高的優(yōu)點(diǎn)。使用全無機(jī)原料配置鈣鈦礦前驅(qū)體溶液，并且利用配體輔助再沉淀法制備出的薄膜成膜性更好、更致密、熒光量子效率高；并且隨著有機(jī)大分子配體含量的增加會(huì)發(fā)生較大程度的藍(lán)移，有利于制備出更高效、穩(wěn)定的純藍(lán)光準(zhǔn)二維藍(lán)光鈣鈦礦發(fā)光二極管。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)光器件技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種藍(lán)光薄膜及其制備方法、藍(lán)光器件及其制備方法。

背景技術(shù)

近些年來，全無機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦材料因?yàn)槠渖兌雀撸瑤兑渍{(diào)，窄帶發(fā)射，熒光量子效率高等優(yōu)點(diǎn)在照明和顯示領(lǐng)域具有相當(dāng)大的應(yīng)用前景，已經(jīng)成為制備新一代發(fā)光二極管(LED)的理想候選材料。在過去的幾年里，隨著研究者們對(duì)鈣鈦礦組分，薄膜質(zhì)量，器件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，鈣鈦礦發(fā)光器件外量子效率(EQE)已經(jīng)取得了很大的突破，近紅外光，紅光和綠光鈣鈦礦發(fā)光二極管(PeLED)的最高外量子效率都已經(jīng)超過了20％，已經(jīng)可以與商用的其他量子點(diǎn)LED和有機(jī)LED相媲美。

作為白光三原色之一，與綠光和紅光PeLED相比，藍(lán)光PeLED仍表現(xiàn)較差。目前實(shí)現(xiàn)藍(lán)光鈣鈦礦發(fā)光主要是通過鹵素?fù)诫s的組分工程和基于量子限域效應(yīng)的維度調(diào)控。前者是通過控制溴氯摻雜組分來調(diào)節(jié)混合鹵化物鈣鈦礦的帶隙，以實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦發(fā)射藍(lán)光；后者是通過加入有機(jī)銨鹽或者其他有機(jī)長(zhǎng)鏈配體，使三維鈣鈦礦形成層狀的準(zhǔn)二維鈣鈦礦或量子點(diǎn)。在先前的工作中，可以將發(fā)射波長(zhǎng)從510nm調(diào)制到390nm，并成功地獲得了在470nm處CsPbBrxCl_3-x納米粒子的藍(lán)光發(fā)射。但是這種方法需要引用大量的氯元素，容易形成大量的Cl^-空位,Cl^-空位會(huì)引入深能級(jí)缺陷導(dǎo)致強(qiáng)烈的非輻射復(fù)合從而降低藍(lán)光PeLED發(fā)光效率，并且鹵素離子的遷移效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致鈣鈦礦薄膜在光照或電場(chǎng)的作用下相分離嚴(yán)重，因此在器件工作期間，電致發(fā)光光譜波長(zhǎng)必然會(huì)發(fā)生紅移現(xiàn)象，光譜穩(wěn)定性較差。Chen Ziming團(tuán)隊(duì)通過在CH₃NH₃PbBr₃前驅(qū)體溶液中加入不同量的2-苯氧乙胺(POEA)，調(diào)整了CH₃NH₃PbBr₃鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致CH₃NH₃PbBr₃的PL和EL發(fā)生急劇變化，發(fā)射顏色從綠色變?yōu)樗{(lán)色，相關(guān)的LED器件性能也在優(yōu)化條件下得到顯著改善。然而，遺憾的是目前報(bào)道的準(zhǔn)二維PeLED藍(lán)光的電致發(fā)光光譜普遍處于較長(zhǎng)波區(qū)域(490nm)，無法滿足廣色域顯示的要求，并且大量的長(zhǎng)鏈配體的引入會(huì)導(dǎo)致鈣鈦礦薄膜的電荷轉(zhuǎn)移能力變差，影響器件的效率和亮度，這些問題嚴(yán)重制約了全彩色PeLED的發(fā)展。更重要的是在藍(lán)光PeLED中，我們需要更高的工作電壓和更強(qiáng)的電場(chǎng)才能運(yùn)行。因此，藍(lán)光PeLED需要一個(gè)更加穩(wěn)定的鈣鈦礦發(fā)光層，所以如何提高其EQE，色純度和穩(wěn)定性是探索藍(lán)光器件應(yīng)用的必不可少的一步。