[發明專利]一種鈣鈦礦量子點薄膜綠光調控及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202210114906.0
• 申請日: 2022-01-31
• 公開（公告）號: CN114621759B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 楊長彬;陳大欽
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: C09K11/66
• 分類號: C09K11/66;C09K11/06;C07C257/12;G02F1/13357
• 代理公司: 福州科揚專利事務所(普通合伙) 35001
• 代理人: 李曉芬

本發明公開一種鈣鈦礦量子點薄膜及其制備方法和應用。制備方法包括：將FABr、PbBrsubgt;2/subgt;和長鏈有機陽離子鹵化物溶于包含冠醚的極性溶劑中制成FAPbBrsubgt;3/subgt;量子點溶液；將PVDF溶解在極性溶劑中制成PVDF溶液；將兩種溶液混合制成前驅體溶液。將前驅體溶液旋涂在玻璃基底上，經過熱處理后即可得到FAPbBrsubgt;3/subgt;量子點薄膜。本發明薄膜可實現525nm～535nm最綠波段的發射調諧，并且擁有近100％的光致發光量子產率，約21nm的半峰寬。將薄膜作為背光顯示單元構建了先進的背光顯示組件，其色域面積達到(美國)國家電視標準委員會1953標準的118％，在不同的功率和運行時長下，不會發生色漂移現象，在背光顯示領域展現出巨大的應用前景。

技術領域

本發明涉及固體發光材料領域，尤其是涉及一種鈣鈦礦量子點薄膜綠光調控及其制備方法和應用。

背景技術

背光液晶顯示(LCD)技術已廣泛應用于數字產品中。隨著高清顯示技術的不斷更新，對色域的要求也越來越高。目前最嚴格的色域標準是國際電信聯盟(ITU)提出的Recommendation?BT?2020(Rec.2020)。這對具有可調諧(525～535nm)發射、高光致發光量子產率(PLQL80％)和窄帶半峰寬(fwhm25nm)的綠色發射器提出了新的需求。傳統的稀土摻雜熒光粉遠不能滿足這一標準的寬頻發射。例如，商用Ce³⁺:Y₃A_l5O₁₂黃色熒光粉和Eu²⁺:β-SiAlON綠色熒光粉的半峰寬分別為～120nm和～50nm，這使得它們無法滿足未來的寬色域顯示的要求。作為一種替代方案，在新定義的Rec.2020標準下，金屬鹵化物鈣鈦礦量子點被認為是滿足高清顯示器的最具說服力的候選者。金屬鹵化物鈣鈦礦量子點因其合成簡便、成本低廉、高缺陷容忍度、高PLQYs、優異的色純度(即窄半寬寬)和可調諧帶隙而備受關注。

將量子點集成到背光系統的一個重要前提是制備高質量的量子點基復合薄膜。傳統上，制備的量子點必須經過多次純化得到濃縮液，并與高分子材料進一步聚合形成復合膜。這種合成策略復雜且成本高，且鈣鈦礦材料在提純處理過程中容易發生分解，不適合工業應用。因此，我們通過分離聚合物和鈣鈦礦的結晶過程，在聚合物薄膜中直接生長鈣鈦礦量子點。然而，經典的綠色鈣鈦礦量子點，包括有機-無機雜化MAPbBr₃和全無機雜化CsPbBr₃，保留了相對較大的禁帶(～2.40eV，～518nm)，很難產生所需要的～530nm的最綠色熒光。常用的I^-摻雜發射調節方法可以達到理想的發射波長，但在長期工作中，通常會導致低PLQY和陰離子交換誘導的相分離。因此，鈣鈦礦量子點還無法實現滿足Rec.2020最綠發射波段需求的高發光性能材料。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種基于其較小的帶隙(～2.33eV，～535nm)的FAPbBr₃量子點薄膜的制備方法，并開發出一種可直接在平板顯示器中應用的鈣鈦礦量子點薄膜。本發明通過按照摩爾比例1：0-1的比例添加PEABr，將鈣鈦礦的三維結構改變成準二維狀態，從而調節鈣鈦礦量子點的帶隙和晶粒尺寸，實現525-535nm最綠波段的調諧。本發明通過配備20-40mg/mL的Crown/極性溶液作為溶劑進行冠醚的添加，均一多維度的準二維鈣鈦礦量子點實現發射峰的窄化。該材料的應用特征為將薄膜貼附在藍色LED導光板上用作平板顯示器的背光源。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

本發明包括一種鈣鈦礦量子點薄膜的制備方法，制備方法如下：

(1)將FABr、PbBr₂和長鏈有機陽離子鹵化物粉末溶解于冠醚/極性溶劑中；

(2)將PVDF粉末溶解于極性濃度中制得濃度為0.2-0.3g/mL的PVDF/極性溶液；