[发明专利]一种蓝光薄膜及其制备方法、蓝光器件及其制备方法

说明书

本发明提供一种蓝光薄膜及其制备方法、蓝光器件及其制备方法，薄膜制备包括如下步骤：S1：制备全无机钙钛矿前驱体溶液；S2：基于所述全无机钙钛矿前驱体溶液利用配体辅助再沉淀法制备全无机蓝光钙钛矿薄膜。对比传统的有机和有机‑无机掺杂的钙钛矿薄膜，全无机金属卤化物具有色纯度高、带隙易调、窄带发射以及荧光量子效率高的优点。使用全无机原料配置钙钛矿前驱体溶液，并且利用配体辅助再沉淀法制备出的薄膜成膜性更好、更致密、荧光量子效率高；并且随着有机大分子配体含量的增加会发生较大程度的蓝移，有利于制备出更高效、稳定的纯蓝光准二维蓝光钙钛矿发光二极管。

技术领域

本发明涉及发光器件技术领域，特别涉及一种蓝光薄膜及其制备方法、蓝光器件及其制备方法。

背景技术

近些年来，全无机金属卤化物钙钛矿材料因为其色纯度高，带隙易调，窄带发射，荧光量子效率高等优点在照明和显示领域具有相当大的应用前景，已经成为制备新一代发光二极管(LED)的理想候选材料。在过去的几年里，随着研究者们对钙钛矿组分，薄膜质量，器件结构的优化，钙钛矿发光器件外量子效率(EQE)已经取得了很大的突破，近红外光，红光和绿光钙钛矿发光二极管(PeLED)的最高外量子效率都已经超过了20％，已经可以与商用的其他量子点LED和有机LED相媲美。

作为白光三原色之一，与绿光和红光PeLED相比，蓝光PeLED仍表现较差。目前实现蓝光钙钛矿发光主要是通过卤素掺杂的组分工程和基于量子限域效应的维度调控。前者是通过控制溴氯掺杂组分来调节混合卤化物钙钛矿的带隙，以实现钙钛矿发射蓝光；后者是通过加入有机铵盐或者其他有机长链配体，使三维钙钛矿形成层状的准二维钙钛矿或量子点。在先前的工作中，可以将发射波长从510nm调制到390nm，并成功地获得了在470nm处CsPbBrxCl_3-x纳米粒子的蓝光发射。但是这种方法需要引用大量的氯元素，容易形成大量的Cl^-空位,Cl^-空位会引入深能级缺陷导致强烈的非辐射复合从而降低蓝光PeLED发光效率，并且卤素离子的迁移效应会导致钙钛矿薄膜在光照或电场的作用下相分离严重，因此在器件工作期间，电致发光光谱波长必然会发生红移现象，光谱稳定性较差。Chen Ziming团队通过在CH₃NH₃PbBr₃前驱体溶液中加入不同量的2-苯氧乙胺(POEA)，调整了CH₃NH₃PbBr₃钙钛矿结构，导致CH₃NH₃PbBr₃的PL和EL发生急剧变化，发射颜色从绿色变为蓝色，相关的LED器件性能也在优化条件下得到显著改善。然而，遗憾的是目前报道的准二维PeLED蓝光的电致发光光谱普遍处于较长波区域(490nm)，无法满足广色域显示的要求，并且大量的长链配体的引入会导致钙钛矿薄膜的电荷转移能力变差，影响器件的效率和亮度，这些问题严重制约了全彩色PeLED的发展。更重要的是在蓝光PeLED中，我们需要更高的工作电压和更强的电场才能运行。因此，蓝光PeLED需要一个更加稳定的钙钛矿发光层，所以如何提高其EQE，色纯度和稳定性是探索蓝光器件应用的必不可少的一步。