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镍薄膜，且从第一层薄膜到第N层薄膜，所述纳米氧化镍薄膜中的纳米氧化镍的粒径逐层增加，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。目前量子点发光二极管中，有机高分子材料(如PEDOT:PSS,TFB等)由于具有高功函数、高透过率、较好的成膜性和良好的导电性而普遍被用做空穴传输层。但是由于其自身对水氧的高敏感性，使得使用有机高分子材料作为空穴传输层的量子点发光二极管器件必须要进行严格且昂贵的封装过程以隔绝水氧。即便如此，有机高分子材料较差的化学稳定性仍然会对封装后的量子点发光二极管器件的工作寿命产生极大的影响。为了解决这一问题，越来越多的研究人员使用具有良好化学稳定性的过渡金属氧化物(如氧化钼，氧化钨，五氧化二钒，氧化镍等)来替代有机高分子材料充当空穴传输层。其中，氧化镍材料从种类繁多的过渡金属氧化物中脱颖而出，成为了空穴传输层的热门备选材料。氧化镍材料与其它过渡金属氧化物相比，其最大的特点和不同就在于氧化镍是一种p型的半导体材料。这一特性使氧化镍材料同时具备了空穴传输和电子阻挡这两大功能，大大简化了量子点发光二极管器件的结构。此外，其优秀的光学透过性和良好的化学稳定性，都使得氧化镍材料成为替代有机高分子材料作空穴传输层的首选。随着氧化镍空穴传输层的研究逐步展开，氧化镍材料在为量子点发光二极管带来优良性能的同时，其材料本身特性所带来的问题也逐渐暴露出来。其中，最主要的问题之一就是较高的空穴注入势垒。氧化镍作为一种p型半导体材料，其价带能级在-5.3eV左右，而量子点发光层的价带能级一般在-6.0eV至-7.0eV之间。两者价带能级的差异(见图1)决定了空穴从空穴传输层注入到量子点发光层时会遇到较高的空穴注入势垒，而这会明显降低量子点发光二极管器件中的空穴注入效率，进而严重影响QLED器件的发光效率和器件性能。为了解决这一难题，研究人员目前多采用金属离子掺杂氧化镍的方式来加深氧化镍空穴传输层的价带能级，具体而言，将氧化物具有较深价带能级的金属离子掺杂到氧化镍的晶体结构中，掺杂金属离子替代Ni2+位点形成固溶体，加深掺杂后纳米氧化镍材料的价带能级，进而降低量子点发光层与氧化镍空穴传输层之间的空穴注入势垒。然而该方法也存在着明显的问题。一方面，虽然掺杂金属离子可以加深氧化镍空穴传输层的价带能级，进而缩小氧化镍空穴传输层与量子点发光层之间的空穴注入势垒，但是在价带能级变深后氧化镍空穴传输层与阳极之间的空穴注入势垒却会明显增大。这使得该方法很难从根本上改善QLED器件中的空穴注入效率。除此以外，金属离子掺杂氧化镍的方法在加深氧化镍空穴传输层价带能级的同时，还可能降低氧化镍空穴传输层的导带能级，进而使其丧失电子阻挡这一功能，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，旨在解决量子点发光二极管中氧化镍空穴传输层与阳极和量子点发光层之间能级匹配关系较差，导致空穴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镍薄膜，且从第一层薄膜到第N层薄膜，所述纳米氧化镍薄膜中的纳米氧化镍的粒径逐层增加，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：分别制备纳米氧化镍的粒径不同的氧化镍胶体溶液；提供基板，按照所述氧化镍胶体溶液中纳米氧化镍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镍胶体溶液，制备纳米氧化镍的粒径逐层增加或逐层减小的N层纳米氧化镍薄膜，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，所述发光器件包括阳极和阴极，以及设置在所述阳极和阴极之间层叠结合的空穴传输层和发光层，所述发光层靠近所述阴极设置，所述空穴传输层靠近所述阳极设置；所述空穴传输层为上述的复合薄膜；或所述空穴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阳极的方向，从第一层薄膜到第N层薄膜，所述复合薄膜中纳米氧化镍的粒径逐层增加。本专利技术提供的复合薄膜，采用纳米氧化镍作为组成物质，由纳米氧化镍的粒径逐层增加的N层薄膜复合而成，不需要在纳米氧化镍中掺杂其他金属离子，便可得到价带能级逐渐加深、而导带能级逐渐变高的纳米氧化镍组成的复合薄膜。由于所述复合薄膜具有逐渐变深的价带能级，因此，所述复合薄膜用作量子点发光二极管的电子传输层时，与阳极和量子点发光层之间都具有良好的能级匹配关系，解决了含有氧化镍空穴传输层的量子点发光二极管器件中空穴注入势垒较高的难题。同时，所述复合薄膜的导带能级逐渐变高，进一步增强了氧化镍空穴传输层对电子的阻挡作用，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镍材料的掺杂物，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，只需通过简单的沉淀法，单纯制备具有不同粒径的氧化镍胶体溶液并将其依次沉积成膜，便能制备得到价带能级逐渐变深而导带能级逐渐升高的纳米氧化镍复合薄膜。该方法制备的薄膜，可以同时实现改善量子点发光二极管器件中的空穴注入效率以及增强氧化镍空穴传输层的电子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，且在合成氧化镍胶体溶液时，无需引入任何其它有机化合物或者无机化合物作为氧化镍材料的掺杂物，因而不存在任何引入杂质的风险，进而在作为发光器件的空穴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，制备出的氧化镍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。且在制备氧化镍复合薄膜的过程中，无需隔绝水氧，最终制得的发光器件如量子点发光二极管器件即使不进行严格复杂的封装过程也可以有良好的器件稳定性，大大降低了制造成本。附图说明图1是现有技术提供的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，纳米氧化镍颗粒粒径的变化会直接带来纳米氧化镍材料禁带宽度的变化。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镍薄膜，且从第一层薄膜到第N层薄膜，所述纳米氧化镍薄膜中的纳米氧化镍的粒径逐层增加，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镍薄膜，且从第一层薄膜到第N层薄膜，所述纳米氧化镍薄膜中的纳米氧化镍的粒径逐层增加，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镍的粒径为3-4nm；所述第N层薄膜中的纳米氧化镍的粒径为10-15nm。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，单层纳米氧化镍的厚度为20-30nm，所述复合薄膜的总厚度为60-270nm。4.一种复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：分别制备纳米氧化镍的粒径不同的氧化镍胶体溶液；提供基板，按照所述氧化镍胶体溶液中纳米氧化镍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镍胶体溶液，制备纳米氧化镍的粒径逐层增加或逐层减小的N层纳米氧化镍薄膜，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，所述氧化镍胶体溶液的制备方法为：提供镍盐、碱的混合溶液，反应生成氢氧化镍；将所述氢氧化镍煅烧处理，制备纳米氧化镍，将所述纳米氧化镍溶于溶剂中，得到氧化镍胶体溶液。6.如权利要求5所述的复合薄膜的制备方法，分别制备纳米氧化镍的粒径不同的氧化镍胶体溶液的方法为：调整所述煅烧处理的温度，制备不同粒径的纳米氧化镍；将不同粒径的纳米氧化镍...

【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