[发明专利]一种钙钛矿发光二极管的硅基微显示器件及其制备方法在审

专利信息
申请号: 201710328445.6 申请日: 2017-05-11
公开(公告)号: CN107146854A 公开(公告)日: 2017-09-08
发明(设计)人: 晋芳铭;赵铮涛;李文连;任清江;王仕伟 申请(专利权)人: 安徽熙泰智能科技有限公司
主分类号: H01L51/50 分类号: H01L51/50;H01L51/52;H01L51/54;H01L51/56;H01L27/32
代理公司: 合肥鼎途知识产权代理事务所(普通合伙)34122 代理人: 王学勇,李兵
地址: 241000 安徽省芜湖市三山区芜湖*** 国省代码: 安徽;34
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摘要:
搜索关键词: 一种 钙钛矿 发光二极管 硅基微 显示 器件 及其 制备 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及显示器件领域,尤其涉及一种钙钛矿发光二极管的硅基微显示器件及其制备方法。

背景技术

钙钛矿是一种性能优异的发光材料,具备一系列突出的优点:(1)发光效率高。光致发光效率可达80%以上;(2)带隙和光谱简单可调。通过调节不同卤元素的比例可以轻松实现发光峰从可见覆盖到近红外区;(3)光谱色纯高,发光光谱半峰宽度小于20nm;(4)制备成本低廉、工艺简单,可通过溶液法实现大面积生产。

与有机发光二极管(钙钛矿发光二极管)相比,钙钛矿发光二极管具备一系列明显的优势:(1)发光光谱色纯度高;(2)制备工艺简单、制作成本低,无需昂贵的蒸镀设备投资。经过短短两三年的发展,钙钛矿发光二极管的性能已经可以同钙钛矿发光二极管相比拟。2015年10月,剑桥大学Himchan Cho等人在Science上报道了他们的突破性进展。研究人员通过改进前驱体溶液和成膜工艺将有机无机杂化PeLEDs的最大电流效率和最大外量子效率提高到了42.9cd/A和8.53%。

微型显示器指的是显示尺寸在1英寸之下,基于单硅基CMOS驱动的发光器件,像素可以高达 800×600以上,特别适合应用于头盔显示器、立体显示镜以及眼睛式显示器等,具有广阔的市场和军事价值。

目前高分辨率微显示的实现方式主要有LCD微显示、LED微显示器、硅基钙钛矿发光二极管微显示器。其中钙钛矿发光二极管微显示具备全固态、主动发光、功耗低、响应速度快、工作温度范围宽等系列优点。但是硅基钙钛矿发光二极管微显示器件也存在诸多问题:(1)光谱色纯度差,影响近眼显示效果;(2)产品成本高昂,价格昂贵,这一方面源于钙钛矿发光二极管器件的良率低,另一方面源于钙钛矿发光二极管蒸镀设备价格昂贵,量产设备都需要从日韩进口,用于8寸晶圆的钙钛矿发光二极管蒸镀设备投资都在亿元以上。因此,开发新型微显示器件十分必要。

发明内容

本发明针对现有技术的不足,提供一种钙钛矿发光二极管的硅基微显示器件及其制备方法。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的:

一种钙钛矿发光二极管的硅基微显示器件,包括:硅基板、钙钛矿发光二极管微显示器、密封层和玻璃盖板,所述钙钛矿发光二极管微显示器形成在硅基板上,所述钙钛矿发光二极管微显示器包括阳极层,有机功能层和阴极层,所述有机功能层包括空穴注入层、钙钛矿发光层和电子注入层,所述钙钛矿发光层采用的材料选自CH3NH3PbBr3、CsPbBr3、CH3NH3PbClxBr3-x、CsPbClxBr3-x,钙钛矿发光层的厚度在50~300nm。

进一步地,所述阳极层采用蒸镀或者溅射的方式形成,采用的材料选自Al、Au、Ag、Cr、Mo、Pt、Cu中的一种或任意几种,所述阳极层的厚度在20~200nm。

进一步地,所述空穴注入层采用的材料选自PEDOT:PSS、CuI、CuSCN、NiO、spiro-OMeTAD、P3HT、PTAA、PF8-TAA、PDPPDBTE、polyTPD中的一种或任意几种,所述空穴注入层的厚度在10~50nm。

进一步地,所述电子注入层采用的材料选自BAlQ3、Bphen、BCP、AlQ3、TPBI,所述电子注入层的厚度在0.25~5nm。

进一步地,所述阴极层为半透明结构,所述阴极层采用的材料选自Al、Ag、Mg:Ag、Ca/Mg,厚度为5~20nm。

本发明还提出了一种钙钛矿发光二极管的硅基微显示器件的制备方法,包括以下步骤:

a、采用超声波清洗机对硅基板进行清洗,采用氮气吹干,并用烘干机对硅基板烘干;

b、在硅基板上蒸镀或者溅射阳极层,阳极层材料选自Al、Au、Ag、Cr、Mo、Pt、Cu,阳极层的厚度为20~200nm;

c、在阳极层上沉积空穴注入层,沉积材料选自PEDOT:PSS、CuI、CuSCN、NiO、spiro-OMeTAD、P3HT、PTAA、PF8-TAA、PDPPDBTE、polyTPD,所述空穴注入层的厚度在10~50nm;

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