复合薄膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种复合薄膜，所述复合薄膜包括依次层叠结合的N层薄膜，所述N层薄膜均为纳米氧化锌薄膜，且从第一层薄膜到第N层薄膜，所述纳米氧化锌薄膜中的纳米氧化锌的粒径逐层增加，其中，所述N的取值范围满足：3≤N≤9。

Composite thin films and their preparation methods and Applications

【技术实现步骤摘要】
复合薄膜及其制备方法和应用
本专利技术属于显示
，尤其涉及一种复合薄膜及其制备方法和应用。
技术介绍
近来，随着显示技术的不断发展，以量子点材料作为发光层的量子点发光二极管(QLED)展现出了巨大的应用前景。由于其发光效率高、发光颜色可控、色纯度高、器件稳定性好、可用于柔性用途等特点，使QLED在显示技术、固态照明等领域受到了越来越多的关注。近年来，通过沉积氧化锌胶体溶液制得的纳米氧化锌电子传输层逐渐成为了量子点发光二极管中主要采用的电子传输层方案。一方面，纳米氧化锌电子传输层具有优良的电子传输能力，其电子迁移率高达10-3cm2/V·S以上。另一方面，纳米氧化锌与阴极和量子点发光层，尤其是红色量子点发光层之间具有良好的能级匹配关系，显著降低了电子从阴极到量子点发光层的注入势垒，并且其较深的价带能级又可以起到有效阻挡空穴的功能。这些特性都使纳米氧化锌电子传输层成为了量子点发光二极管器件的首选，显著提升了器件的稳定性和发光效率。虽然纳米氧化锌材料为量子点发光二极管带来了优良的性能，但是在实际应用中该材料仍有一些问题亟待解决。例如，当把量子点发光二极管应用在显示
时，作为显色的基本单元，量子点发光二极管必须能够发出红、绿、蓝三种颜色。也就是说，显示技术中需要用到由红色绿色蓝色三种量子点发光层分别组成的红绿蓝三种量子点发光二极管。而当把纳米氧化锌电子传输层应用在红绿蓝三种量子点发光二极管中时，不同颜色的发光二极管其电子注入效率也是不同的。如前文所述，纳米氧化锌电子传输层与红色量子点发光层之间有着非常好的能级匹配关系，两者的导带能级非常接近，这使得红色量子点发光二极管具有优秀的电子注入效率。而在其它两个颜色的量子点发光二极管中，随着发光波长向着短波长方向移动，量子点发光层的导带能级在不断提高，与纳米氧化锌电子传输层之间的电子注入势垒也在不断增大(见图1)。尤其是蓝色量子点发光二极管，其蓝色量子点发光层的导带能级要明显高于纳米氧化锌电子传输层的导带能级，这大大增加了QLED器件中的电子注入势垒，进而明显降低了QLED器件中的电子注入效率。为了解决这一难题，越来越多的研究人员尝试使用金属离子掺杂纳米氧化锌的方式来提高纳米氧化锌电子传输层的导带能级，但是该方法也有其自身存在的问题。一方面，虽然掺杂金属离子可以提高纳米氧化锌电子传输层的导带能级，进而缩小纳米氧化锌电子传输层与量子点发光层之间的电子注入势垒，但是在导带能级提高后纳米氧化锌电子传输层与阴极之间又产生了新的注入势垒。这使得该方法很难从根本上改善QLED器件中的电子注入效率。除此以外，金属离子掺杂氧化锌的方法在提高氧化锌电子传输层导带能级的同时，还可能使氧化锌电子传输层的价带能级变浅，进而使其丧失空穴阻挡这一功能，严重破坏QLED器件的器件性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种复合薄膜及其制备方法，旨在解决蓝色或者绿色量子点发光二极管中纳米氧化锌电子传输层与阴极和量子点发光层之间能级匹配关系较差，导致电子注入势垒较高的问题。本专利技术的另一目的在于提供一种含有上述复合薄膜的发光器件。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种复合薄膜，所述复合薄膜包括依次层叠结合的N层薄膜，所述N层薄膜均为纳米氧化锌薄膜，且从第一层薄膜到第N层薄膜，所述纳米氧化锌薄膜中的纳米氧化锌的粒径逐层增加，其中，所述N的取值范围满足：3≤N≤9。相应的，一种复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：提供锌盐、碱的混合溶液，分别制备纳米氧化锌的粒径不同的氧化锌胶体溶液；提供基板，按照所述氧化锌胶体溶液中纳米氧化锌的粒径由小到大或由大到小的顺序，在所述基板上依次沉积所述氧化锌胶体溶液，制备纳米氧化锌的粒径逐层增加或逐层减小的N层纳米氧化锌薄膜，得到复合薄膜，其中，所述N的取值范围满足：3≤N≤9。以及，一种发光器件，所述发光器件包括包括阳极和阴极，以及设置在阳极和阴极之间层叠结合的发光层和电子传输层，所述电子传输层靠近所述阴极设置，所述发光层靠近所述阳极设置，所述电子传输层为上述的复合薄膜；或所述电子传输层为上述方法制备的复合薄膜，且沿着所述发光层到所述阴极的方向，从第一层薄膜到第N层薄膜，所述复合薄膜中纳米氧化锌的粒径逐层增加。本专利技术提供的复合薄膜，采用纳米氧化锌作为组成物质，由纳米氧化锌的粒径逐层增加的N层薄膜复合而成，不需要在纳米氧化锌中掺杂其他金属离子，便可得到导带能级逐渐变高、而价带能级逐渐变深的纳米氧化锌组成的复合薄膜。由于所述复合薄膜具有逐渐变高的导带能级，因此，所述复合薄膜用作蓝绿量子点发光二极管的电子传输层是，与阴极和蓝色或绿色量子点发光层之间都具有良好的能级匹配关系，解决了蓝色或者绿色量子点发光二极管器件中电子注入势垒较高的难题。同时，所述复合薄膜的价带能级逐渐变深，进一步增强了氧化锌电子传输层对空穴的阻挡作用，显著提高了QLED器件的发光效率和器件性能。此外，本专利技术提供的复合薄膜，无需引入任何其它有机化合物或者无机化合物作为氧化锌材料的掺杂物，因而不存在任何引入杂质的风险，进而在作为发光器件的电子传输层时也不需要进行任何复杂的处理过程，有利于简化工艺，降低成本。本专利技术提供的复合薄膜的制备方法，只需通过简单的低温溶液法，单纯制备具有不同粒径的氧化锌胶体溶液并将其依次沉积成膜，便能制备得到导带能级逐渐升高而价带能级逐渐加深的纳米氧化锌复合薄膜。该方法制备的薄膜，可以同时实现改善蓝绿量子点发光二极管器件中的电子注入效率以及增强氧化锌电子传输层的空穴阻挡作用这两大功能，具有很强的适用性和实用性，可显著提高QLED器件的发光效率和器件性能。此外，该方法对设备要求较低，且在合成氧化锌胶体溶液时，无需引入任何其它有机化合物或者无机化合物作为氧化锌材料的掺杂物，因而不存在任何引入杂质的风险，进而在作为发光器件的电子传输层时也不需要进行任何复杂的处理过程，操作过程简单，成本低廉，具有良好的可重复性，制备出的氧化锌胶体溶液具有优秀的单分散性和稳定性。本专利技术提供的发光器件，含有上述复合薄膜，因此，能够显著提高了发光器件的发光效率和器件性能。附图说明图1是现有技术提供的红绿蓝三色量子点发光二极管的能级示意图；图2是本专利技术实施例提供的量子点发光二极管的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。由于量子限域效应，纳米氧化锌颗粒粒径的变化会直接带来纳米氧化锌材料禁带宽度的变化。颗粒粒径越小，纳米氧化锌材料的禁带宽度就越宽。而禁带宽度的变宽会带来纳米氧化锌材料导带能级的升高和价带能级的变深。因此，纳米颗粒粒径逐渐变化的纳米氧化锌电子传输层也就具有了逐渐升高的导带能级和逐渐加深的价带能级。有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种复合薄膜，所述复本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合薄膜，其特征在于，所述复合薄膜包括依次层叠结合的N层薄膜，所述N层薄膜均为纳米氧化锌薄膜，且从第一层薄膜到第N层薄膜，所述纳米氧化锌薄膜中的纳米氧化锌的粒径逐层增加，其中，所述N的取值范围满足：3≤N≤9。

【技术特征摘要】
1.一种复合薄膜，其特征在于，所述复合薄膜包括依次层叠结合的N层薄膜，所述N层薄膜均为纳米氧化锌薄膜，且从第一层薄膜到第N层薄膜，所述纳米氧化锌薄膜中的纳米氧化锌的粒径逐层增加，其中，所述N的取值范围满足：3≤N≤9。2.如权利要求1所述的复合薄膜，其特征在于，所述第一层薄膜中的纳米氧化锌的粒径为2-3nm；所述第N层薄膜中的纳米氧化锌的粒径为8-10nm。3.如权利要求1或2所述的复合薄膜，其特征在于，所述复合薄膜中，单层纳米氧化锌的厚度为10-20nm，所述复合薄膜的总厚度为30-180nm。4.一种复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供锌盐、碱的混合溶液，分别制备纳米氧化锌的粒径不同的氧化锌胶体溶液；提供基板，按照所述氧化锌胶体溶液中纳米氧化锌的粒径由小到大或由大到小的顺序，在所述基板上依次沉积所述氧化锌胶体溶液，制备纳米氧化锌的粒径逐层增加或逐层减小的N层纳米氧化锌薄膜，得到复合薄膜，其中，所述N的取值范围满足：3≤N≤9。5.如权利要求4所述的复合薄膜的制备方法，其特征在于，其中，粒径最小的氧化锌胶体溶液中的纳米氧化锌的粒径为2-3nm；粒径最大的氧化锌胶体溶液中的纳米氧化锌的粒径为8-10nm。6.如权利要求5所述的复合薄膜的制备方法，提供锌盐、碱的混合溶液，分别制备纳米氧化锌的粒径不同的氧化锌胶体溶液的步骤，包括：改变所述锌盐、碱的混合溶液的反应温度，分...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴龙佳，
申请(专利权)人：TCL集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44