[发明专利]一种大面积钙钛矿发光薄膜及其发光二极管

说明书

本发明公开了一种大面积钙钛矿发光薄膜及其发光二极管，所述的大面积钙钛矿发光薄膜高度致密、光致发光效率高，该大面积钙钛矿发光薄膜的印刷制备方法，通过真空预处理能够将湿膜的溶剂挥发和钙钛矿薄膜热退火结晶两个关键步骤分开，从而实现钙钛矿发光薄膜制备过程中结晶动力学的控制，解决了传统旋涂工艺无法制备均匀的大面积钙钛矿发光层的问题。在大面积钙钛矿发光薄膜的印刷制备工艺基础上，同时制备出发光均匀、外量子效率高的大面积钙钛矿发光二极管，该制备发光二极管的工艺步骤简单，解决了目前制备工艺(如旋涂法、反溶剂萃取法)对钙钛矿发光二极管制备尺寸上的限制，得到了大面积发光强度均匀的钙钛矿发光二极管。

技术领域

本发明属于新型电子元器件制备领域，具体涉及一种大面积钙钛矿发光薄膜及其发光二极管。

背景技术

近年来，金属卤化物钙钛矿作为直接带隙半导体材料，展现出优异的载流子输运特性和较高的光致发光效率。基于钙钛矿薄膜的电致发光二极管器件具有一系列优异的性能，包括：色纯度高、色域范围广和外量子转化效率高。此外，可低温溶液加工的特点使其具有较低的制备成本。因此，钙钛矿发光二极管在大面积照明和平板显示领域具有广阔应用前景。

然而，当前钙钛矿发光薄膜主要使用旋涂工艺结合反溶剂结晶进行制备。由于旋涂工艺本身的缺陷，当增大钙钛矿发光膜层的面积时，旋涂工艺的缺点尤为突出：在离心沉积过程中大量溶液甩出基底而造成材料浪费，同时由于离心力的作用无法获得大面积均匀的钙钛矿发光薄膜。因此，当前广泛使用的旋涂工艺无法满足大面积钙钛矿发光薄膜的制备，严重阻碍了钙钛矿发光二极管在大面积显示和照明领域的应用。鉴于此，亟需开发一种可靠的大面积钙钛矿发光二极管印刷制备方法。

发明内容

为了克服现有技术的不足和缺点，本发明的首要目的在于提供一种大面积钙钛矿发光薄膜，解决当前基于旋涂工艺制备钙钛矿发光薄膜不致密、厚度不均匀、发光效率低和溶液浪费率高的问题。

本发明的第二目的在于提供一种含有大面积钙钛矿发光薄膜的发光二极管。

本发明的首要目的通过如下技术方案实现：

一种大面积钙钛矿发光薄膜，所述大面积钙钛矿发光薄膜的印刷制备方法，包括如下制备步骤：

(1)将钙钛矿前驱体溶液使用涂布印刷工艺沉积在基底上，得到均匀的前驱体液膜；

(2)对步骤(1)所得的钙钛矿前驱体液膜进行抽真空处理，得到预结晶的钙钛矿薄膜；

(3)对步骤(2)所得预结晶的钙钛矿薄膜进行加热退火，得到充分结晶的钙钛矿发光薄膜。

步骤(1)中所述钙钛矿材料钙钛矿前驱体溶液中钙钛矿前驱体为(A)_m(B)_n-1M_nX_3n+1型钙钛矿，A为一价或二价的大尺寸胺根阳离子；B为甲胺阳离子(CH₃NH₃⁺)、甲脒阳离子(HC(NH₂)₂⁺)或铯离子(Cs⁺)中的至少一种；M为Pb²⁺或Sn²⁺；X为Cl^-、Br^-或I^-中的至少一种；其中，m为1或2，1≤n≤5。

优选地，步骤(1)中所述涂布印刷工艺为刮涂法、喷雾涂布、狭缝挤出印刷法或喷墨印刷法中的至少一种。

优选地，步骤(1)中所述涂布印刷工艺为刮涂法或狭缝挤出印刷法。