复合薄膜及其制备方法、量子点发光二极管转让专利
申请号 : CN201911400144.5
文献号 : CN113130825B
文献日 : 2022-05-13
发明人 : 徐威
申请人 : TCL科技集团股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种复合薄膜,其特征在于,包括二氧化钛凝胶薄膜和氧化锌纳米薄膜,所述二氧化钛凝胶薄膜中的二氧化钛与所述氧化锌纳米薄膜中的氧化锌纳米颗粒结合,在所述复合薄膜中所述氧化锌纳米颗粒的质量百分含量为93% 96%。
~
2.一种如权利要求1所述的复合薄膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:配置氧化锌纳米颗粒和聚钛酸丁酯的混合溶液;
惰性气氛下,在基板上沉积所述混合溶液,经加热处理得到氧化锌与二氧化钛凝胶的复合薄膜,所述复合薄膜中,所述氧化锌纳米颗粒的质量百分含量为93% 96%。
~
3.如权利要求2所述的复合薄膜的制备方法,其特征在于,所述加热处理的温度为80℃
110℃。
~
4.如权利要求2或3所述的复合薄膜的制备方法,其特征在于,配置氧化锌纳米颗粒和聚钛酸丁酯的混合溶液的方法为:分别提供氧化锌纳米颗粒溶液和聚钛酸丁酯溶液,将所述氧化锌纳米颗粒溶液和所述聚钛酸丁酯溶液进行混合处理,制备所述混合溶液。
5.如权利要求4所述的复合薄膜的制备方法,其特征在于,所述氧化锌纳米颗粒溶液的浓度为20 30mg/ml,所述聚钛酸丁酯溶液的浓度为1 wt% 4 wt%。
~ ~
6.一种如权利要求1所述的复合薄膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:提供氧化锌纳米薄膜和聚钛酸丁酯,惰性气氛下,在所述氧化锌纳米薄膜的至少一表面沉积所述聚钛酸丁酯,经加热处理得到氧化锌与二氧化钛凝胶的复合薄膜,所述复合薄膜中,所述氧化锌纳米薄膜中氧化锌纳米颗粒的质量百分含量为93% 96%。
~
7.如权利要求6所述的复合薄膜的制备方法,其特征在于,所述加热处理的温度为80℃
110℃。
~
8.一种量子点发光二极管,其特征在于,包括相对设置的阳极和阴极,设置在所述阳极和所述阴极之间的量子点发光层,以及设置在所述阴极和所述量子点发光层之间的电子传输层,所述电子传输层为权利要求1所述的复合薄膜或所述电子传输层为权利要求2至7任一项所述方法制备得到的复合薄膜。
说明书 :
复合薄膜及其制备方法、量子点发光二极管
技术领域
背景技术
喷墨印刷成膜后集成到电致发光器件(Light‑emitting device,简称LED)中可以作为有效
的激子辐射复合中心。量子点发光二极管(QLED)与传统的荧光粉LED以及目前的有机LED相
比,具有色域广、色纯度高、低功耗、低成本和易加工等优点。
因于QLED中电子传输材料如氧化锌纳米材料的导带低于量子点发光材料特别是蓝光量子
点发光材料的导带,导致电子注入困难的问题。
发明内容
间的电子传输层,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得
到的复合薄膜。
化锌纳米薄膜中,氧化锌纳米颗粒之间存在间隙,会造成氧化锌纳米薄膜作为电子传输层
的发光器件产生漏电流。当在氧化锌纳米薄膜表面形成二氧化钛凝胶薄膜后,二氧化钛凝
胶薄膜中连续的凝胶态二氧化钛修复氧化锌纳米薄膜的表面粗糙结构,提高氧化锌纳米薄
膜界面的平整度,降低漏电流。另一方面,所述二氧化钛凝胶薄膜中的二氧化钛与所述氧化
锌纳米薄膜中的氧化锌纳米颗粒之间形成Ti‑O‑Zn化学键并以此结合,二氧化钛可以填补
氧化锌纳米颗粒的氧空位,减少氧化锌纳米颗粒的表面缺陷,增加载流子注入平衡,从而改
善发光器件的发光效率及发光寿命。
备得到二氧化钛凝胶薄膜和氧化锌纳米薄膜结合的复合薄膜。该方法操作简单,且易用控
制,最重要的是,通过该方法,可以改善氧化锌纳米薄膜的界面性能和表面缺陷,从而改善
发光器件的发光效率及发光寿命。
改善发光器件的发光效率及发光寿命。
附图说明
实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些
附图获得其他的附图。
具体实施方式
本发明,并不用于限定本发明。
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。在本发明的描述中,
“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
分的含量按比例放大或缩小均在本发明实施例说明书公开的范围之内。具体地,本发明实
施例说明书中所述的重量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
合。
面,氧化锌纳米薄膜中,氧化锌纳米颗粒之间存在间隙,会造成氧化锌纳米薄膜作为电子传
输层的发光器件产生漏电流。当在氧化锌纳米薄膜表面形成二氧化钛凝胶薄膜后,二氧化
钛凝胶薄膜中连续的凝胶态二氧化钛修复氧化锌纳米薄膜的表面粗糙结构,提高氧化锌纳
米薄膜界面的平整度,降低漏电流。另一方面,所述二氧化钛凝胶薄膜中的二氧化钛与所述
氧化锌纳米薄膜中的氧化锌纳米颗粒之间形成Ti‑O‑Zn化学键并以此结合,二氧化钛可以
填补氧化锌纳米颗粒的氧空位,减少氧化锌纳米颗粒的表面缺陷,增加载流子注入平衡,从
而改善发光器件的发光效率及发光寿命。
具有优异的表面平整性。所述氧化锌纳米颗粒组成氧化锌纳米薄膜,与二氧化钛凝胶薄膜
结合后,原本具有孔隙的界面得以改善,且能够借助二氧化钛改善氧化锌纳米颗粒的表面
缺陷,提高电子注入传输性能。
96。在这种情况下,得到的复合薄膜具有良好的电子注入传输性能,作为电子传输层可以改
善发光器件的发光效率和发光寿命。若所述所述复合薄膜中,二氧化钛凝胶的含量过低,则
其改善氧化锌薄膜界面性能和表面缺陷的作用不明显;若所述所述复合薄膜中,二氧化钛
凝胶的含量过高,则过多的二氧化钛凝胶反而会抑制二氧化锌纳米颗粒的导电性。
颗粒和聚钛酸丁酯的混合溶液;在一些实施例中,先将氧化锌纳米颗粒、聚钛酸丁酯中的一
种分散于溶剂中,然后加入氧化锌纳米颗粒、聚钛酸丁酯中剩余的一种,制备氧化锌纳米颗
粒和聚钛酸丁酯的混合溶液。在优选实施例中,分别提供氧化锌纳米颗粒溶液和聚钛酸丁
酯溶液,将所述氧化锌纳米颗粒溶液和所述聚钛酸丁酯溶液进行混合处理,制备所述混合
溶液,从而提高氧化锌纳米颗粒和聚钛酸丁酯的溶解分散性能。
浓度为20~30mg/ml,所述聚钛酸丁酯溶液的浓度为1wt%~4wt%,有利于获得分散性能较
好的混合溶液。在一些实施例中,所述氧化锌纳米颗粒溶液的浓度为20~30mg/ml,所述聚
钛酸丁酯溶液的浓度为1wt%~4wt%,且按照所述聚钛酸丁酯溶液和所述氧化锌纳米颗粒
溶液的体积比为1:40~1:20的比例,将所述聚钛酸丁酯溶液和所述氧化锌纳米颗粒溶液进
行混合处理。在一些具体实施例中,可按照所述聚钛酸丁酯溶液和所述氧化锌纳米颗粒溶
液的体积比为1:40、1:35、1:30、1:25、1:20的比例,将所述氧化锌纳米颗粒溶液和所述聚钛
酸丁酯溶液进行混合处理
锌纳米颗粒和聚钛酸丁酯的混合溶液。在这种情况下,得到的复合薄膜具有良好的电子注
入传输性能,作为电子传输层可以改善发光器件的发光效率和发光寿命。若所述所述复合
薄膜中,二氧化钛凝胶的含量过低,则其改善氧化锌薄膜界面性能和表面缺陷的作用不明
显;若所述所述复合薄膜中,二氧化钛凝胶的含量过高,则过多的二氧化钛凝胶反而会抑制
二氧化锌纳米颗粒的导电性。
的二氧化钛结合,形成氧化锌纳米薄膜。通过这种方式,可以改善氧化锌纳米薄膜的界面性
能,同时改善氧化锌纳米颗粒的表面缺陷,提高电子注入传输性能。
酸丁酯难以转化为接近固态的二氧化钛凝胶;若所述加热处理的温度过高,则二氧化钛凝
胶进一步结晶固化,凝胶结构坍塌,膜层表面形成裂纹,不仅不能填平氧化锌纳米薄膜界面
的微孔隙,反而会造成更大的孔隙结构;加之在高温条件下,凝胶态二氧化钛往二氧化钛转
化,形成的二氧化钛易团聚,也不利于对氧化锌纳米颗粒表面缺陷的改善。
且有利于聚钛酸丁酯转化为二氧化钛凝胶的有机醇,包括但不限于正丁醇。
液的浓度为1wt%~4wt%。在这两种情况下,有利于控制膜层厚度,使制备得到的复合薄膜
中,氧化锌纳米颗粒的质量百分含量为93%~96%的比例,配置氧化锌纳米颗粒和聚钛酸
丁酯的混合溶液。在这种情况下,得到的复合薄膜具有良好的电子注入传输性能,作为电子
传输层可以改善发光器件的发光效率和发光寿命。若所述所述复合薄膜中,二氧化钛凝胶
的含量过低,则其改善氧化锌薄膜界面性能和表面缺陷的作用不明显;若所述所述复合薄
膜中,二氧化钛凝胶的含量过高,则过多的二氧化钛凝胶反而会抑制二氧化锌纳米颗粒的
导电性。
液在转速为2000rpm~4000rpm的条件下旋涂成膜。
化钛结合,形成氧化锌纳米薄膜。通过这种方式,可以改善氧化锌纳米薄膜的界面性能,同
时改善氧化锌纳米颗粒的表面缺陷,提高电子注入传输性能。
酸丁酯难以转化为接近固态的二氧化钛凝胶;若所述加热处理的温度过高,则二氧化钛凝
胶进一步结晶固化,凝胶结构坍塌,膜层表面形成裂纹,不仅不能填平氧化锌纳米薄膜界面
的微孔隙,反而会造成更大的孔隙结构;加之在高温条件下,凝胶态二氧化钛往二氧化钛转
化,形成的二氧化钛易团聚,也不利于对氧化锌纳米颗粒表面缺陷的改善。
即可制备得到二氧化钛凝胶薄膜和氧化锌纳米薄膜结合的复合薄膜。该方法操作简单,且
易用控制,最重要的是,通过该方法,可以改善氧化锌纳米薄膜的界面性能和表面缺陷,从
而改善发光器件的发光效率及发光寿命。
述量子点发光层之间的电子传输层,所述电子传输层为上述的复合薄膜或所述电子传输层
为上述方法制备得到的复合薄膜。
有利于改善发光器件的发光效率及发光寿命。
层之间的电子传输层,且所述阳极设置在衬底上。进一步的,在所述阴极和所述电子传输层
之间还可以设置电子注入层、空穴阻挡层等电子功能层;在所述阳极和所述量子点发光层
之间还可以设置空穴传输层、空穴注入层和电子阻挡层等空穴功能层。在一些正型结构器
件的实施例中,所述量子点发光二极管包括衬底,设置在所述衬底表面的阳极,设置在阳极
表面的所述空穴注入层,设置在所述空穴注入层表面的空穴传输层,设置在所述空穴传输
层表面的量子点发光层,设置在量子点发光层表面的电子传输层和设置在电子传输层表面
的阴极。
子点发光层之间的电子传输层,且所述阴极设置在衬底上。进一步的,在所述阴极和所述电
子传输层之间还可以设置电子注入层、空穴阻挡层等电子功能层;在所述阳极和所述量子
点发光层之间还可以设置空穴传输层、空穴注入层和电子阻挡层等空穴功能层。在一些反
型结构器件的实施例中,所述量子点发光二极管包括衬底,设置在所述衬底表面的阴极,设
置在阴极表面的所述电子传输层,设置在所述电子传输层表面的量子点发光层,设置在所
述量子点发光层表面的空穴传输层,设置在空穴传输层表面的空穴注入层和设置在空穴注
入层表面的阳极。
35nm。
的一种;量子点材料中可以含镉,也可以不含镉;所述量子点可以为油溶性量子点包括二元
相、三元相、四元相量子点。在一些实施例中,所述量子点材料可以选自CdS、CdSe、CdTe、
ZnSe、ZnTe、GaAs、GaP、GaSb、HgS、HgSe、HgTe、InAs、InP、InSb、AlAs、AlP、CuInS、CuInSe、
AgS、PbS、PbSe的半导体纳米晶,以及上述材料形成的核壳结构量子点或合金结构量子点中
的至少一种;在一些实施例中,所述量子点材料可以选ZnXCd1‑XS、CuXIn1‑XS、ZnXCd1‑XSe、
ZnXSe1‑XS、ZnXCd1‑XTe、PbSeXS1‑X的半导体纳米晶,以及上述材料形成的核壳结构量子点或合
金结构量子点中的至少一种。在一些实施例中,所述量子点材料可以选ZnXCd1‑XS/ZnSe、
CuXIn1‑XS/ZnS、ZnXCd1‑XSe/ZnS、CuInSeS、ZnXCd1‑XTe/ZnS、PbSeXS1‑X/ZnS的半导体纳米晶,以
及上述材料形成的核壳结构量子点或合金结构量子点中的至少一种。上述量子点材料形成
的量子点发光层具有激发光谱宽并且连续分布,发射光谱稳定性高等特点。所述量子点发
光层的厚度为10~50nm。
1:9,厚度为20nm~30nm。
ZnO纳米薄膜;
合薄膜。
层,设置在所述阳极和所述量子点发光层之间的空穴传输层和空穴注入层,空穴注入层邻
近阳极设置。其中,阳极为ITO基板,厚度为50nm,空穴注入层材料为AI4083 PEDOT,厚度为
30nm,空穴传输层为材料TFB,厚度为30nm,电子传输层的实施例1制备的复合薄膜,厚度为
50nm阴极的材料为Al,厚度为100nm。
层,设置在所述阳极和所述量子点发光层之间的空穴传输层和空穴注入层,空穴注入层邻
近阳极设置。其中,阳极为ITO基板,厚度为50nm,空穴注入层材料为AI4083 PEDOT,厚度为
30nm,空穴传输层为材料TFB,厚度为30nm,电子传输层的实施例2制备的复合薄膜,厚度为
50nm,阴极的材料为Al,厚度为100nm。
层,设置在所述阳极和所述量子点发光层之间的空穴传输层和空穴注入层,空穴注入层邻
近阳极设置。其中,阳极为ITO基板,厚度为50nm,空穴注入层材料为AI4083 PEDOT,厚度为
30nm,空穴传输层为材料TFB,厚度为30nm,电子传输层的实施例2制备的复合薄膜,厚度为
50nm,阴极的材料为Al,厚度为100nm。所述量子点发光二极管的制备方法,包括以下步骤:
的电子传输层,设置在所述阳极和所述量子点发光层之间的空穴传输层和空穴注入层,空
穴注入层邻近阳极设置。其中,阳极为ITO基板,厚度为50nm,空穴注入层材料为AI4083
PEDOT,厚度为30nm,空穴传输层为材料TFB,厚度为30nm,电子传输层为ZnO,厚度为50nm,阴
极的材料为Al,厚度为100nm。
下:
计算电子迁移率:
表示电子迁移率,单位cmV s ;V表示驱动电压,单位V;d表示膜厚度,单位m。
极,或者阴极/电子传输薄膜/量子点/空穴传输薄膜/阳极。
传输层的量子点发光二极管的外量子效率,说明实施例得到的量子点发光二极管具有更好
的发光效率。