[發明專利]一種大面積鈣鈦礦發光薄膜及其發光二極管

在審

• 申請號: 202110821831.5
• 申請日: 2021-07-19
• 公開（公告）號: CN113745438A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 郭飛;陳超然;麥耀華
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: H01L51/54
• 分類號: H01L51/54;H01L51/50;H01L51/56
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 文靜

本發明公開了一種大面積鈣鈦礦發光薄膜及其發光二極管，所述的大面積鈣鈦礦發光薄膜高度致密、光致發光效率高，該大面積鈣鈦礦發光薄膜的印刷制備方法，通過真空預處理能夠將濕膜的溶劑揮發和鈣鈦礦薄膜熱退火結晶兩個關鍵步驟分開，從而實現鈣鈦礦發光薄膜制備過程中結晶動力學的控制，解決了傳統旋涂工藝無法制備均勻的大面積鈣鈦礦發光層的問題。在大面積鈣鈦礦發光薄膜的印刷制備工藝基礎上，同時制備出發光均勻、外量子效率高的大面積鈣鈦礦發光二極管，該制備發光二極管的工藝步驟簡單，解決了目前制備工藝(如旋涂法、反溶劑萃取法)對鈣鈦礦發光二極管制備尺寸上的限制，得到了大面積發光強度均勻的鈣鈦礦發光二極管。

技術領域

本發明屬于新型電子元器件制備領域，具體涉及一種大面積鈣鈦礦發光薄膜及其發光二極管。

背景技術

近年來，金屬鹵化物鈣鈦礦作為直接帶隙半導體材料，展現出優異的載流子輸運特性和較高的光致發光效率。基于鈣鈦礦薄膜的電致發光二極管器件具有一系列優異的性能，包括：色純度高、色域范圍廣和外量子轉化效率高。此外，可低溫溶液加工的特點使其具有較低的制備成本。因此，鈣鈦礦發光二極管在大面積照明和平板顯示領域具有廣闊應用前景。

然而，當前鈣鈦礦發光薄膜主要使用旋涂工藝結合反溶劑結晶進行制備。由于旋涂工藝本身的缺陷，當增大鈣鈦礦發光膜層的面積時，旋涂工藝的缺點尤為突出：在離心沉積過程中大量溶液甩出基底而造成材料浪費，同時由于離心力的作用無法獲得大面積均勻的鈣鈦礦發光薄膜。因此，當前廣泛使用的旋涂工藝無法滿足大面積鈣鈦礦發光薄膜的制備，嚴重阻礙了鈣鈦礦發光二極管在大面積顯示和照明領域的應用。鑒于此，亟需開發一種可靠的大面積鈣鈦礦發光二極管印刷制備方法。

發明內容

為了克服現有技術的不足和缺點，本發明的首要目的在于提供一種大面積鈣鈦礦發光薄膜，解決當前基于旋涂工藝制備鈣鈦礦發光薄膜不致密、厚度不均勻、發光效率低和溶液浪費率高的問題。

本發明的第二目的在于提供一種含有大面積鈣鈦礦發光薄膜的發光二極管。

本發明的首要目的通過如下技術方案實現：

一種大面積鈣鈦礦發光薄膜，所述大面積鈣鈦礦發光薄膜的印刷制備方法，包括如下制備步驟：

(1)將鈣鈦礦前驅體溶液使用涂布印刷工藝沉積在基底上，得到均勻的前驅體液膜；

(2)對步驟(1)所得的鈣鈦礦前驅體液膜進行抽真空處理，得到預結晶的鈣鈦礦薄膜；

(3)對步驟(2)所得預結晶的鈣鈦礦薄膜進行加熱退火，得到充分結晶的鈣鈦礦發光薄膜。

步驟(1)中所述鈣鈦礦材料鈣鈦礦前驅體溶液中鈣鈦礦前驅體為(A)_m(B)_n-1M_nX_3n+1型鈣鈦礦，A為一價或二價的大尺寸胺根陽離子；B為甲胺陽離子(CH₃NH₃⁺)、甲脒陽離子(HC(NH₂)₂⁺)或銫離子(Cs⁺)中的至少一種；M為Pb²⁺或Sn²⁺；X為Cl^-、Br^-或I^-中的至少一種；其中，m為1或2，1≤n≤5。

優選地，步驟(1)中所述涂布印刷工藝為刮涂法、噴霧涂布、狹縫擠出印刷法或噴墨印刷法中的至少一種。

優選地，步驟(1)中所述涂布印刷工藝為刮涂法或狹縫擠出印刷法。