[发明专利]复合薄膜及其制备方法和应用

说明书

本发明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，且所述N层薄膜为含有掺杂金属离子的纳米氧化锌薄膜，且从第一层薄膜到第N层薄膜，所述掺杂金属离子的掺杂浓度逐层升高，其中，所述掺杂金属离子的离子半径为Zn²⁺半径的85％‑115％；所述掺杂金属离子的氧化物的导带能级高于氧化锌的导带能级；所述N的取值范围满足：3≤N≤9。

技术领域

本发明属于显示技术领域，尤其涉及一种复合薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

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 示技术领域时，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。随之而来的问题是，虽然纳米氧化锌电子传输层在导带能级提高 后与量子点发光层之间的电子注入势垒缩小了，但是其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。

发明内容

本发明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。

本发明的另一目的在于提供一种含有上述复合薄膜的发光器件。

为实现上述发明目的，本发明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，且所述N层 薄膜为含有掺杂金属离子的纳米氧化锌薄膜，且从第一层薄膜到第N层薄膜， 所述掺杂金属离子的掺杂浓度逐层升高，其中，所述掺杂金属离子的离子半径 为Zn²⁺半径的85％-115％；所述掺杂金属离子的氧化物的导带能级高于氧化锌 的导带能级；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：