钙钛矿量子点薄膜及其制备方法、发光二极管技术

本发明专利技术提供钙钛矿量子点薄膜及其制备方法，以及具有该钙钛矿量子点薄膜的发光二极管。钙钛矿量子点薄膜的制备方法包括溶液法薄膜原位后处理步骤：在钙钛矿量子点溶液旋涂过程中快速滴加含有类卤素钝化剂的溶剂，提高所得钙钛矿量子点薄膜的荧光量子产率(PLQY)。发光二极管包括ITO导电玻璃、空穴注入层、空穴传输层、钙钛矿量子点薄膜、电子传输层、电极层。本发明专利技术通过溶液法对钙钛矿量子点薄膜进行后处理，提升了钙钛矿量子点发光层的荧光量子产率，从而提升相应的发光二极管器件外量子效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
钙钛矿量子点薄膜及其制备方法、发光二极管


[0001]本专利技术涉及发光显示领域，具体涉及钙钛矿量子点薄膜及其制备方法、发光二极管。

技术介绍

[0002]近年来，钙钛矿量子点以其优越的发光性能在显示领域受到了广泛关注，其合成简单易重复，且溶液荧光量子产率(PLQY)接近100％，过去几年间，其LED器件效率飞速发展，外量子效率(EQE)从低于1％迅速提升至20％以上，而其溶液易大面积加工的特性，更使其在未来显示照明领域展现出了巨大潜力。
[0003]钙钛矿量子点LED器件最重要的性能之一是外量子效率，提升发光层薄膜的PLQY是提升器件效率的关键性因素。将钙钛矿量子点溶液制备成薄膜的过程中，由于溶剂快速挥发使配体损失，产生了空位缺陷，所得到的钙钛矿量子点薄膜PLQY相比溶液时大幅降低，一般仅有50
‑
60％，限制了LED器件的外量子效率。
[0004]原位法制备钙钛矿薄膜是通过配置钙钛矿前驱液，在旋涂退火过程中溶剂挥发、钙钛矿结晶生成大尺寸晶粒的多晶薄膜，在旋涂过程中滴加反溶剂以优化调控结晶动力学，提升晶体质量。而本申请适用的钙钛矿薄膜制备方法为，预先通过包括但不限于热注入、室温合成的方法预先合成量子点溶液，通过旋涂、刮涂等方法制备成薄膜。不同于原位法中反溶剂调控结晶过程的作用，由于上述钙钛矿量子点结晶过程已完成，钙钛矿纳米晶体颗粒在成膜过程中表面失去了部分配体的保护，对于环境氛围、极性溶剂等都十分敏感，此时滴加反溶剂并不能改善晶体质量，反而将对脆弱裸露的量子点造成破坏和解构，极易猝灭荧光，因此对钙钛矿量子点薄膜的原位处理非常受限。目前有少数报道通过真空热蒸镀方法在钙钛矿量子点表面蒸镀界面层来提升薄膜的PLQY，但蒸镀工艺较为繁琐，且界面层对钙钛矿量子点薄膜的钝化效果仅存在于界面处，难以涉及到薄膜内部量子点之间存在的缺陷。
[0005]因此，仍亟需开发一种适用于已预先合成量子点溶液、有效提升钙钛矿量子点薄膜PLQY的处理方法，从而提升钙钛矿量子点发光二极管的器件效率。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供钙钛矿量子点薄膜及其制备方法、发光二极管。
[0007]本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]一种钙钛矿量子点薄膜的制备方法，包括：
[0009]提供钙钛矿量子点溶液和基片；
[0010]将所述钙钛矿量子点溶液在所述基片之上旋涂成膜，其中，旋涂过程中滴加含有类卤素钝化剂的溶剂。
[0011]进一步的，所述钙钛矿量子点为红色钙钛矿量子点、绿色钙钛矿量子点或者蓝色
钙钛矿量子点，并且所述钙钛矿量子点的分子式为：APbX3，所述A选自烷基胺盐阳离子、烷基脒盐阳离子和铯离子，所述X为卤族元素。
[0012]进一步的，所述类卤素钝化剂为四氟硼酸铵盐，包括四丁基四氟硼酸铵、四甲基四氟硼酸铵、四乙基四氟硼酸铵和其他四氟硼酸铵盐中的一种或多种。
[0013]进一步的，所述溶剂包括乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙腈、异丙醇、丙酮和二甘醇双甲醚中的一种或多种。
[0014]进一步的，所述类卤素钝化剂在溶剂中的浓度为0.1
‑
5mg/mL。若类卤素钝化剂溶液的浓度过高对薄膜后续的发光二极管应用不利，较高浓度钝化剂虽然能钝化更多钙钛矿量子点薄膜内部的溴空位缺陷，但同样高浓度的长链阳离子会降低钙钛矿量子点薄膜的导电性，使制备的器件亮度和外量子效率降低。
[0015]进一步的，作为最优选择：在钙钛矿量子点溶液旋涂第25
‑
40秒滴加含有类卤素钝化剂的溶剂。
[0016]一种发光二极管，包括ITO导电玻璃、空穴注入层、空穴传输层、钙钛矿量子点发光层、电子传输层、电极层，其中所述钙钛矿量子点发光层为采用上述方法制得的钙钛矿量子点薄膜。
[0017]进一步的，空穴传输层可以包括：聚(9
‑
乙烯咔唑)(PVK)、聚[(4,4
′‑
(N
‑
(4
‑
仲丁基苯基)二苯胺)](PolyTPD)、聚[9,9
‑
二辛基芴
‑
共
‑
N
‑
[4
‑
(3
‑
甲基丙基)]‑
二苯基胺](TFB)、聚[双(4
‑
苯基)(2,4,6
‑
三甲基苯基)胺](PTAA)中的一种或多种。
[0018]电子传输层可以包括1,3,5
‑
三(1
‑
苯基
‑
1H
‑
苯并咪唑
‑2‑
基)苯(TPBi)、2,4,6
‑
三[3
‑
(二苯基膦氧基)苯基]‑
1,3,5
‑
三唑(PO
‑
T2T)、二[2
‑
((氧代)二苯基膦基)苯基]醚(DPEPO)、3,3'
‑
[5'
‑
[3
‑
(3
‑
吡啶基)苯基][1,1':3',1
”‑
三联苯]‑
3,3
”‑
二基]二吡啶(TmPyPB)中的一种或多种。
[0019]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
[0020](1)本专利技术采用在溶剂中溶解性较好的类卤素钝化剂，发展了对钙钛矿量子点薄膜的溶液法原位后处理工艺，经过类卤素钝化剂的表面处理后，钙钛矿量子点薄膜表面和内部的卤素空位得到钝化，提高了薄膜的PLQY，其空气放置稳定性也有一定的提升，从而有效提高钙钛矿量子点LED器件效率。同时，该溶液法原位后处理工艺对薄膜完整性、均匀性没有破坏，有利于LED器件的制备。本专利技术的方法可使不同钙钛矿量子点薄膜的PLQY和LED器件效率得到提升；
[0021](2)本申请巧妙的利用了钙钛矿量子点溶液的溶剂(例如辛烷溶剂)在挥发状态下所形成的微溶剂氛围，并以微溶剂氛围作为保护氛围，使得类卤素在该保护氛围下，能不断地有效填充钙钛矿量子点成膜过程中产生的卤素空位。
附图说明
[0022]为了使得技术人员更好地理解技术效果，专利技术人做对照实验进行性能对比，结果如下。
[0023]图1是所述钙钛矿量子点薄膜经过溶液法后处理前后的紫外可见吸收光谱和荧光光谱。图中可知钙钛矿量子点薄膜经过溶液法后处理前后的紫外可见吸收光谱完全重合，表明该处理方法对薄膜无破坏；处理后的荧光光谱强度和PLQY有一定提升，说明该处理方
法对提升薄膜光学性能有显著效果。
[0024]图2是所述钙钛矿量子点薄膜经过溶液法后处理前后的红外光谱。图中可见量子点薄膜经过处理后产生了位于1084cm
‑
1处较强的氟硼酸根信号，说明类卤素通过所述溶液法后处理成功修饰了钙钛矿量子点薄膜。
[0025]图3是所述钙钛矿量子点薄膜经过溶液法后处理前后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿量子点薄膜的制备方法，其特征在于，该方法包括：提供钙钛矿量子点溶液和基片；将所述钙钛矿量子点溶液在所述基片之上旋涂成膜，其中，旋涂过程中滴加含有类卤素钝化剂的溶剂。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钙钛矿量子点为红色钙钛矿量子点、绿色钙钛矿量子点或者蓝色钙钛矿量子点，并且所述钙钛矿量子点的分子式为：APbX3，所述A选自烷基胺盐阳离子、烷基脒盐阳离子和铯离子，所述X为卤族元素。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述类卤素钝化剂为四氟硼酸铵盐。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述溶剂包括乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙腈、异丙醇、丙酮和二甘醇双甲醚中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述类卤素钝化剂在溶剂中的浓度为0.1
‑
5mg/mL。6.一种钙钛矿量子点薄膜，其特征在于，通过权利要求1至5中任一项所述的方法制备。7.一种发光二极管，其特征在于，包括ITO导电玻璃、空穴注入层、空穴传输层、钙钛矿量子点发光层、电子传输层、电极层，其中所述钙钛矿量子点发光层为权利要求6所述的钙钛矿量子点薄膜。8.根据权利要求7所述的发光二极管，其特征在于，空穴传输层包括：聚(9
‑
乙烯咔唑)(PVK)、聚[(4,4
′‑
(N
‑
(4
‑
仲丁基苯基)二苯胺)](PolyTPD)、聚[9,9
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：高贇，戴兴良，叶志镇，何海平，
申请(专利权)人：温州锌芯钛晶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：