CN110600627B - 电子传输层、发光器件及其制备方法 - Google Patents

电子传输层、发光器件及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了电子传输层、发光器件及其制备方法。发光器件包括依次设置的第一电极、电子传输层、发光层、可选的空穴传输层、可选的空穴注入层以及第二电极，其中电子传输层包括氧化锌纳米晶薄膜和氧化锌沉积薄膜，氧化锌纳米晶薄膜与第一电极相邻，氧化锌沉积薄膜与发光层相邻，氧化锌纳米晶薄膜的材料为掺杂或不掺杂的氧化锌纳米晶材料，氧化锌沉积薄膜的材料为掺杂或不掺杂的氧化锌体相材料。本发明的发光器件在氧化锌纳米晶薄膜与发光层之间增加了氧化锌沉积薄膜作为界面层，避免了氧化锌纳米晶与发光材料的相互作用影响发光器件的性能，且氧化锌沉积薄膜为体相材料，其电学稳定性较好，有利于提高发光器件的使用寿命。

Description

电子传输层、发光器件及其制备方法
技术领域
本发明涉及发光器件技术领域，尤其涉及电子传输层、发光器件及其制备方法。
背景技术
氧化锌(ZnO)是典型的n型氧化物半导体，具有较高的载流子迁移率、可调的能带结构、可见光波段透过率高等特性，胶体氧化锌纳米晶还具有出色的溶液可加工性。目前，氧化锌纳米晶作为电子传输层广泛应用于高性能的量子点发光二极管。然而，广泛应用的低温醇相胶体氧化锌纳米晶薄膜与量子点层接触时，大量表面态的存在使氧化锌纳米晶和量子点中的激发态发生相互作用，导致量子点薄膜的发光性能显著降低。
近年来，研究者们开始采用镁掺杂氧化锌来替代纯氧化锌作为量子点发光器件(QLED)的电子传输层，一方面镁的掺杂能减弱氧化锌纳米晶与量子点的相互作用，使量子点发光层保持优异的发光性能；另一方面，镁的掺杂能够改变氧化锌的功函，使电子注入更容易。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种适用于发光器件的电子传输层，将其应用于发光器件时，有利于提高发光器件的发光性能以及稳定性。
本发明的另一个目的在于提供一种发光性能好的发光器件及其制备方法。
为达到以上目的，本发明提供一种电子传输层，所述电子传输层包括层叠设置的氧化锌纳米晶薄膜和氧化锌沉积薄膜，所述氧化锌纳米晶薄膜的材料为掺杂或不掺杂的氧化锌纳米晶材料，所述氧化锌沉积薄膜的材料为掺杂或不掺杂的氧化锌体相材料。
作为一种优选，所述氧化锌纳米晶薄膜采用溶液法制得，所述溶液法为涂布或喷墨打印，所述氧化锌沉积薄膜采用溅射法制得，所述溅射法为直流溅射法、射频溅射法、磁控溅射或反应溅射法。
作为一种优选，所述氧化锌纳米晶薄膜的材料为镁掺杂氧化锌纳米晶，所述氧化锌沉积薄膜的材料为镁掺杂氧化锌体相材料。
进一步优选，所述镁掺杂氧化锌纳米晶为Zn1-xMgxO，0＜x≤0.15，所述镁掺杂氧化锌体相材料为Zn1-yMgyO，0.15＜y≤0.4，更优选地，0.25≤y≤0.35。
作为一种优选，所述氧化锌沉积薄膜的厚度为1nm～40nm，更优选地，厚度为10nm～30nm。
本发明还提供一种发光器件，包括依次设置的第一电极、本发明前述的电子传输层、发光层、可选的空穴传输层、可选的空穴注入层、第二电极，所述电子传输层的所述氧化锌沉积薄膜与所述发光层相邻，所述电子传输层的所述氧化锌纳米晶薄膜与所述第一电极相邻。
作为一种优选，所述发光层为量子点发光层。
本发明还提供一种发光器件的制备方法，包括以下步骤：
提供第一电极，在所述第一电极上设置氧化锌纳米晶溶液，干燥后形成氧化锌纳米晶薄膜，在所述氧化锌纳米晶薄膜上沉积一层氧化锌沉积薄膜，在所述氧化锌沉积薄膜上制备发光层，在所述发光层上可选地设置空穴传输层和/或空穴注入层，然后设置第二电极；
或者，
提供第二电极，在所述第二电极上可选地设置空穴注入层和/或空穴传输层，然后设置发光层，在所述发光层上沉积一层氧化锌沉积薄膜，在所述氧化锌沉积薄膜上设置氧化锌纳米晶溶液，干燥后形成氧化锌纳米晶薄膜，在所述氧化锌纳米晶薄膜上制作第一电极。
作为一种优选，所述氧化锌纳米晶溶液采用旋涂或喷墨打印的方式设置在前一层基材上，所述氧化锌纳米晶溶液中为掺杂或不掺杂的氧化锌纳米晶。
作为一种优选，所述氧化锌沉积薄膜采用直流溅射、射频溅射、磁控溅射或反应溅射的方式形成，溅射靶材选自ZnMgO靶材、Zn:Mg靶材、ZnO:Mg靶材、Zn:MgO靶材中的一种。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)本发明的发光器件在氧化锌纳米晶薄膜与发光层之间增加了氧化锌沉积薄膜作为界面层，氧化锌纳米晶薄膜与发光层不直接接触，避免了氧化锌纳米晶与发光材料的相互作用影响发光器件的性能；
(2)本发明发光器件中的氧化锌沉积薄膜为体相材料，其电学稳定性较好，有利于提高发光器件的使用寿命。
附图说明
图1为本发明发光器件的一个实施例的示意图；
图2为本发明发光器件的另一个实施例的示意图；
图3为本发明发光器件的再一个实施例的示意图；
图4为实施例1、3、4、5、6以及对比例1、3的发光器件的电流密度-电压曲线；
图中：1、第一电极；2、电子传输层；21、氧化锌纳米晶薄膜；22、氧化锌沉积薄膜；3、发光层；4、第二电极；5、空穴传输层；6、空穴注入层。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
如图1-3所示，本发明提供一种发光器件，包括依次设置的第一电极1、电子传输层2、发光层3、可选的空穴传输层5、可选的空穴注入层6以及第二电极4，其中电子传输层2包括氧化锌纳米晶薄膜21和氧化锌沉积薄膜22，氧化锌纳米晶薄膜21与第一电极1相邻，氧化锌沉积薄膜22与发光层3相邻，氧化锌纳米晶薄膜21的材料为掺杂或不掺杂的氧化锌纳米晶材料，氧化锌沉积薄膜22的材料为掺杂或不掺杂的氧化锌体相材料。
可以理解的是，本发明所说的“可选的”是指可以包括，也可以不包括，例如前述“可选的空穴传输层5”是指发光器件可以包括空穴传输层5，也可以不包括空穴传输层5。
氧化锌纳米晶薄膜21可以采用溶液法制得，也即使用氧化锌纳米晶溶液制备薄膜，溶液法可以是但不限于涂布、喷墨打印等。纳米晶材料是由纳米级尺寸的晶体所组成的材料，其尺寸介于单个分子与体相材料之间，由于其较小的尺寸所产生的特殊效应，使得氧化锌纳米晶被广泛应用于发光器件的电子传输层。
氧化锌沉积薄膜22采用非溶液法(例如溅射、蒸镀、原子层沉积等)制得，形成的是与纳米晶不同的体相材料。在一些实施例中，氧化锌沉积薄膜22采用溅射法制得，溅射法可以是但不限于直流溅射法、射频溅射法、磁控溅射、反应溅射法。
本发明的发光器件在氧化锌纳米晶薄膜21与发光层3之间增加了氧化锌沉积薄膜22作为界面层，氧化锌纳米晶与发光材料不直接接触，避免了氧化锌纳米晶与发光材料(如量子点材料)的相互作用影响发光器件的性能。此外，由于氧化锌沉积薄膜22为体相材料，其电学稳定性较好，有利于提高发光器件的使用寿命。
优选地，氧化锌纳米晶薄膜21的材料为镁掺杂氧化锌纳米晶，氧化锌沉积薄膜22的材料为镁掺杂氧化锌体相材料，也即氧化锌纳米晶薄膜21的材料为Zn1-xMgxO纳米晶，0＜x＜1，氧化锌沉积薄膜22的材料为Zn1-yMgyO体相材料，0＜y＜1。在氧化锌纳米晶以及氧化锌体相材料中掺杂镁元素有利于减弱氧化锌与发光材料(如量子点)的相互作用，同时也有利于提高氧化锌的功函，减少氧化锌与发光材料之间的注入势垒，使电子更易注入发光层。
氧化锌纳米晶由于其制备方法的限制，镁的掺杂浓度有一上限，导致氧化锌纳米晶薄膜21中镁的掺杂量较低，无法达到理论的最佳掺杂浓度。其原因主要是：氧化锌纳米晶的制备方法是将锌盐、镁盐、碱于溶剂中混合，反应得到镁掺杂氧化锌纳米晶溶液，但是镁盐的添加量一旦超过一定值，加入的碱将与镁盐生成大量的白色沉淀，导致纳米晶无法合成。氧化锌沉积薄膜22的制备方法与氧化锌纳米晶薄膜21的制备方法不同，因此氧化锌沉积薄膜22中镁的掺杂浓度不受制备工艺的限制，可以达到理论的最佳掺杂浓度，从而使得氧化锌纳米晶薄膜21的电子能够更高效地注入到发光层3。也就是说，本发明在发光层3与氧化锌纳米晶薄膜21之间设置氧化锌沉积薄膜22，有利于提高电子传输层2的电子传输效率，进而提升发光器件的效率。
在一些实施例中，Zn1-xMgxO纳米晶中，0＜x≤0.15，制备镁掺杂氧化锌纳米晶时，为了避免碱与镁盐生成的沉淀影响纳米晶的合成，镁的掺杂浓度控制在15％以下。Zn1- yMgyO体相材料中，0.15＜y≤0.4，由于氧化锌沉积薄膜22中镁的掺杂浓度可以突破氧化锌纳米晶薄膜21中镁掺杂浓度的上限，因此提高氧化锌沉积薄膜22中镁的掺杂浓度，可以更好地实现氧化锌纳米晶薄膜21到发光层3的电子注入。优选地，Zn1-yMgyO体相材料中，0.25≤y≤0.35。
在一些实施例中，氧化锌沉积薄膜22的厚度为1nm～40nm，优选地，氧化锌沉积薄膜22的厚度为10nm～30nm。
值得一提的是，氧化锌纳米晶薄膜21可以是一层或多层，当氧化锌纳米晶薄膜21包括多层氧化锌纳米晶时，每一层的氧化锌纳米晶可以是含有不同掺杂元素的氧化锌纳米晶，也可以是掺杂元素的掺杂浓度不同的氧化锌纳米晶。同理，氧化锌沉积薄膜22可以是一层或多层，当氧化锌沉积薄膜22包括多层氧化锌体相材料时，每一层的氧化锌体相材料可以是含有不同掺杂元素的氧化锌体相材料，也可以是掺杂元素的掺杂浓度不同的氧化锌体相材料。
在一些实施例中，发光层3为量子点发光层，也即发光层3的发光材料为量子点发光材料。
本发明还提供一种用于发光器件的电子传输层2，其包括层叠设置的氧化锌纳米晶薄膜21和氧化锌沉积薄膜22，氧化锌纳米晶薄膜21的材料为掺杂或不掺杂的氧化锌纳米晶材料，氧化锌沉积薄膜22的材料为掺杂或不掺杂的氧化锌体相材料。
本发明还提供上述发光器件的制备方法：
当发光器件为反型器件时，制备方法为，提供第一电极1，在第一电极1上设置氧化锌纳米晶溶液，干燥后形成氧化锌纳米晶薄膜21，在氧化锌纳米晶薄膜21上沉积一层氧化锌沉积薄膜22，在氧化锌沉积薄膜22上制备发光层3，在发光层3上可选地设置空穴传输层5和/或空穴注入层6，然后再设置第二电极4；
当发光器件为正型器件时，制备方法为，提供第二电极4，在第二电极4上可选地设置空穴注入层6和/或空穴传输层5，然后制备发光层3，在发光层3上沉积一层氧化锌沉积薄膜22，在氧化锌沉积薄膜22上设置氧化锌纳米晶溶液，干燥后形成氧化锌纳米晶薄膜21，然后在氧化锌纳米晶薄膜21上制作第一电极1。
在上述制备方法中，氧化锌纳米晶溶液可以采用旋涂或喷墨打印的方式设置在前一层基材上。氧化锌纳米晶溶液设置在基材上后，经过干燥，得到氧化锌纳米晶薄膜21。
氧化锌沉积薄膜22的制备可以采用溅射、蒸镀、原子层沉积等方式。在一些实施例中，氧化锌沉积薄膜22采用直流溅射、射频溅射、磁控溅射或反应溅射制备，溅射所需的靶材可以是但不限于ZnMgO靶材、Zn:Mg靶材、ZnO:Mg靶材、Zn:MgO靶材。Zn:Mg靶材是指锌镁合金靶材，ZnO:Mg靶材是指氧化锌与镁的合金靶材，Zn:MgO靶材是指锌与氧化镁的合金靶材。本领域的技术人员可以结合所需的氧化锌沉积薄膜的组成选择合适的靶材以及溅射工艺参数。
以下各实施例或对比例中，采用溅射工艺制备氧化锌沉积薄膜时，参考以下步骤：在打开射频溅射仪前先打开水泵提供冷却水，然后开启机械泵抽真空，经过30min预抽之后，可以充气装片，升起基片架，将待溅射薄膜的衬底固定在真空室的基片架上，然后落下基片架使真空室密闭，继续抽真空，当热电偶真空计达到约1Pa时，打开电离真空计，打开分子泵，开启高真空阀，抽真空约2小时左右，即可达到系统的背景真空2×10-3Pa，样品制备前，将氩气以及反应气体导入真空室系统，真空室的压强是由HY-2K型压强控制器控制的，调节压强控制器的手动开关和进气开关，使气体的压强达到所需值lPa左右，先将振荡管灯丝预热10min，然后开启射频电源，加高压，调节控制旋钮至所需功率；开始溅射时，溅射靶与衬底不相对，正式溅射之前要清洗所使用的溅射靶；待电源输出稳定后，预溅射5min，旋转基片架使靶与衬底相对，开始生长薄膜；溅射完毕后，关闭射频电源，关闭气体阀门，停止供应溅射气体；然后关闭分子泵，用机械泵继续抽真空，约30min后，关闭机械泵，停止抽真空，待系统自然冷却后打开真空室取出样品。
通过使用不同锌、镁元素比例的靶材，可以制得组成不同的氧化锌沉积薄膜。
【实施例1】
反型发光器件的制备
(1)对厚度为180nm的阳极ITO(氧化铟锡)进行清洗处理：用乙醇、去离子水和丙酮分别超声清洗处理10min，然后用N2吹干附着于ITO表面的液体，并经过氧气等离子体处理10min，以清除ITO表面的杂质，得到清洁的ITO透明导电玻璃。
(2)制作氧化锌纳米晶薄膜：在清洁的ITO透明导电玻璃上以2500转/分钟的转速旋涂氧化锌纳米晶溶液(氧化锌纳米晶为Zn0.85Mg0.15O纳米晶，溶剂为乙醇，浓度为30mg/mL)，旋涂时间为50s，旋涂完成后在手套箱中120℃下退火处理30min，最终在ITO表面形成一层氧化锌纳米晶薄膜。
(3)制作氧化锌沉积薄膜：采用射频溅射工艺在氧化锌纳米晶薄膜上制备组成为Zn0.8Mg0.2O的氧化锌沉积薄膜，薄膜厚度为20nm。
(4)制作发光层：在氧化锌沉积薄膜上旋涂量子点墨水(量子点为CdZnSeS/ZnS，发射波长为470nm～480nm，溶剂为正辛烷，浓度为20mg/mL)，转速为2000转/分钟，旋涂时间为45s。
(5)制作空穴传输层以及空穴注入层：将步骤(4)制得的器件放入真空腔体，蒸镀CBP/MoOx，蒸镀速率为
Figure BDA0002227124710000071
蒸镀厚度为60nm/10nm。
(6)制作电极：步骤(5)制得的器件置于真空蒸镀仓内，蒸镀阴极银电极，厚度为100nm。
【实施例2】
正型发光器件的制备
(1)对厚度为180nm的阳极ITO(氧化铟锡)进行清洗处理：用乙醇、去离子水和丙酮分别超声清洗处理10min，然后用N2吹干附着于ITO表面的液体，并经过氧气等离子体处理10min，以清除ITO表面的杂质，得到清洁的ITO透明导电玻璃。
(2)制作空穴注入层以及空穴传输层：在空气环境中，在清洁的ITO透明导电玻璃上以4000转/分钟的转速旋涂PEDOT:PSS(聚对苯乙烯磺酸溶液)，时间为50秒，旋涂完成后在空气中150℃下退火处理30分钟，再将其转移至氮气环境的手套箱中，130℃退火20分钟，最终在ITO表面形成一层PEDOT:PSS层，即形成空穴注入层；然后在PEDOT:PSS层上以2000转/分钟的转速旋涂聚((9,9-二辛基芴-2,7-二基)-共(4,4'-(N-(4-仲-丁基苯基)二苯胺))(TFB)的氯苯溶液(浓度为8mg/ml)，旋涂时间为45秒，旋涂完成后在手套箱中150℃退火30分钟形成PVK空穴传输层。
(3)制作发光层：在空穴传输层上旋涂量子点墨水(量子点为CdZnSeS/ZnS，发射波长为470nm～480nm，溶剂为正辛烷，浓度为20mg/mL)，转速为2000转/分钟，旋涂时间为45s。
(4)制作氧化锌沉积薄膜：采用射频溅射工艺在发光层上制备组成为Zn0.8Mg0.2O的氧化锌沉积薄膜，薄膜厚度为5nm。
(5)制作氧化锌纳米晶薄膜：在氧化锌沉积薄膜上以2500转/分钟的转速旋涂氧化锌纳米晶溶液(氧化锌纳米晶为Zn0.85Mg0.15O纳米晶，溶剂为乙醇，浓度为30mg/mL)，旋涂时间为50s，旋涂完成后在手套箱中120℃下退火处理30min，最终在氧化锌沉积薄膜表面形成一层氧化锌纳米晶薄膜。
(6)制作电极：步骤(5)制得的器件置于真空蒸镀仓内，蒸镀阴极银电极，厚度为100nm。
【实施例3】
实施例3与实施例1的区别在于步骤(3)中，制备组成为Zn0.75Mg0.25O的氧化锌沉积薄膜。
【实施例4】
实施例4与实施例1的区别在于步骤(3)中，制备组成为Zn0.7Mg0.3O的氧化锌沉积薄膜。
【实施例5】
实施例5与实施例1的区别在于步骤(3)中，制作组成为Zn0.65Mg0.35O的氧化锌沉积薄膜。
【实施例6】
实施例5与实施例1的区别在于步骤(3)中，制作组成为Zn0.6Mg0.4O的氧化锌沉积薄膜。
【实施例7】
实施例7与实施例1的区别在于步骤(2)中，氧化锌纳米晶为不掺杂的ZnO纳米晶。
【实施例8】
实施例8与实施例1的区别在于步骤(2)中，氧化锌纳米晶为不掺杂的ZnO纳米晶，并且在步骤(3)中，制备组成为Zn0.75Mg0.25O的氧化锌沉积薄膜。
【实施例9】
实施例9与实施例1的区别在于步骤(2)中，氧化锌纳米晶为不掺杂的ZnO纳米晶，并且在步骤(3)中，制备组成为Zn0.7Mg0.3O的氧化锌沉积薄膜。
【实施例10】
实施例10与实施例1的区别在于步骤(2)中，氧化锌纳米晶为不掺杂的ZnO纳米晶，并且在步骤(3)中，制备组成为Zn0.65Mg0.35O的氧化锌沉积薄膜。
【实施例11】
实施例10与实施例1的区别在于步骤(2)中，氧化锌纳米晶为不掺杂的ZnO纳米晶，并且在步骤(3)中，制备组成为Zn0.6Mg0.4O的氧化锌沉积薄膜。
【实施例12】
实施例12与实施例4的区别在于，步骤(3)中，氧化锌沉积薄膜的厚度为5nm。
【实施例13】
实施例13与实施例4的区别在于，步骤(3)中，氧化锌沉积薄膜的厚度为10nm。
【实施例14】
实施例14与实施例4的区别在于，步骤(3)中，氧化锌沉积薄膜的厚度为30nm。
【实施例15】
实施例15与实施例4的区别在于，步骤(3)中，氧化锌沉积薄膜的厚度为40nm。
【对比例1】
对比例1与实施例1的区别在于，不包括步骤(3)，也即发光层在氧化锌纳米晶薄膜上制备。
【对比例2】
对比例2与实施例7的区别在于，不包括步骤(3)，也即发光层在氧化锌纳米晶薄膜上制备。
【对比例3】
反型发光器件的制备
(1)对厚度为180nm的阳极ITO(氧化铟锡)进行清洗处理：用乙醇、去离子水和丙酮分别超声清洗处理10min，然后用N2吹干附着于ITO表面的液体，并经过氧气等离子体处理10min，以清除ITO表面的杂质，得到清洁的ITO透明导电玻璃。
(2)制作氧化锌沉积薄膜：采用射频溅射工艺在ITO透明导电玻璃上制备组成为Zn0.7Mg0.3O的氧化锌沉积薄膜，薄膜厚度为20nm。
(3)制作发光层：在氧化锌沉积薄膜上旋涂量子点墨水(量子点为CdZnSeS/ZnS，发射波长为470nm～480nm，溶剂为正辛烷，浓度为20mg/mL)，转速为2000转/分钟，旋涂时间为45s。
(4)制作空穴传输层以及空穴注入层：将步骤(3)制得的器件放入真空腔体，蒸镀CBP/MoOx，蒸镀速率为
Figure BDA0002227124710000101
蒸镀厚度为60nm/10nm。
(5)制作电极：步骤(4)制得的器件置于真空蒸镀仓内，蒸镀阴极银电极，厚度为100nm。
【对比例4】
对比例4与对比例3的区别在于，步骤(2)中，在ITO透明导电玻璃上制备组成为ZnO的不掺杂氧化锌沉积薄膜。
对各实施例以及对比例制得的器件进行以下测试：采用Keithley2400测定量子点发光器件的电流密度-电压曲线，采用积分球(FOIS-1)结合海洋光学的光谱仪(QE-pro)测定量子点发光器件的亮度，根据测定得到的电流密度与亮度计算量子点发光器件的外量子效率，外量子效率表征在观测方向上发光器件发出的光子数与注入器件的电子数之间的比值，是表征器发光器件发光效率的重要参数，外量子效率越高，说明器件的发光效率越高。
对比氧化锌纳米晶薄膜的材料为Zn0.85Mg0.15O纳米晶时，发光器件的外量子效率：
编号 发光器件的电子传输层 发光器件的外量子效率
对比例1 Zn<sub>0.85</sub>Mg<sub>0.15</sub>O纳米晶 4％～5％
实施例1 Zn<sub>0.85</sub>Mg<sub>0.15</sub>O纳米晶/Zn<sub>0.8</sub>Mg<sub>0.2</sub>O体相材料 7％～8％
实施例3 Zn<sub>0.85</sub>Mg<sub>0.15</sub>O纳米晶/Zn<sub>0.75</sub>Mg<sub>0.25</sub>O体相材料 10％～11％
实施例4 Zn<sub>0.85</sub>Mg<sub>0.15</sub>O纳米晶/Zn<sub>0.7</sub>Mg<sub>0.3</sub>O体相材料 15％～16％
实施例5 Zn<sub>0.85</sub>Mg<sub>0.15</sub>O纳米晶/Zn<sub>0.65</sub>Mg<sub>0.35</sub>O体相材料 11％～12％
实施例6 Zn<sub>0.85</sub>Mg<sub>0.15</sub>O纳米晶/Zn<sub>0.6</sub>Mg<sub>0.4</sub>O体相材料 5％～6％
从上表的数据可以看出，在镁掺杂氧化锌纳米晶薄膜上设置镁掺杂氧化锌沉积薄膜可以提高发光器件的外量子的效率，且镁掺杂氧化锌沉积薄膜中镁的掺杂浓度优选在25％～35％之间。
对比氧化锌纳米晶薄膜的材料为ZnO纳米晶时，发光器件的外量子效率：
Figure BDA0002227124710000111
Figure BDA0002227124710000121
从上表的数据可以看出，在不掺杂的氧化锌纳米晶薄膜上设置镁掺杂氧化锌沉积薄膜可以提高发光器件的外量子的效率，且镁掺杂氧化锌沉积薄膜中镁的掺杂浓度优选在25％～35％之间。
对比氧化锌纳米晶薄膜的材料为Zn0.85Mg0.15O纳米晶、氧化锌沉积薄膜的材料为Zn0.7Mg0.3O体相材料时，氧化锌沉积薄膜厚度不同的发光器件的外量子效率：
编号 发光器件中氧化锌沉积薄膜的厚度 发光器件的外量子效率
对比例1 0nm 2％～3％
实施例12 5nm 6％～7％
实施例13 10nm 9％～10％
实施例1 20nm 12％～13％
实施例14 30nm 10％～11％
实施例15 40nm 4％～5％
从上表的数据可以看出，氧化锌沉积薄膜的增加可以提高发光器件的外量子点效率，但是氧化锌沉积薄膜的厚度不宜太厚，优选在10nm～30nm之间。
下表对比了电子传输层不同的发光器件的外量子效率：
Figure BDA0002227124710000122
Figure BDA0002227124710000131
从上表的数据可以看出，当电子传输层仅为氧化锌纳米晶薄膜(对比例1、2)或仅为氧化锌沉积薄膜(对比例3、4)时，发光器件的外量子效率均较低，而当电子传输层包括氧化锌纳米晶薄膜与镁掺杂氧化锌体相材料形成的氧化锌沉积薄膜时(实施例4、9)，发光器件的外量子效率可以达到10％以上，发光性能得到显著提升。
图4为对比例1、对比例3、实施例1、实施例3、实施例4、实施例5、实施例6的发光器件的电流密度-电压曲线。从曲线图中可以看出，当电压超过3V时，相等电压下，对比例1、3的发光器件的电流密度小于各实施例的电流密度，说明将氧化锌纳米晶薄膜与氧化锌沉积薄膜结合形成电子传输层可以显著提高发光器件的外量子效率。
以上描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (12)

1.一种用于发光器件的电子传输层，所述发光器件包括依次设置的所述电子传输层与量子点发光层，其特征在于，所述电子传输层包括层叠设置的氧化锌纳米晶薄膜和氧化锌沉积薄膜，所述氧化锌沉积薄膜适于设置在所述氧化锌纳米晶薄膜与所述量子点发光层之间，所述氧化锌纳米晶薄膜的材料为掺杂或不掺杂的氧化锌纳米晶材料，所述氧化锌沉积薄膜的材料为掺杂或不掺杂的氧化锌体相材料。
2.根据权利要求1所述的电子传输层，其特征在于，所述氧化锌纳米晶薄膜采用溶液法制得，所述溶液法为涂布或喷墨打印，所述氧化锌沉积薄膜采用溅射法制得，所述溅射法为直流溅射法、射频溅射法、磁控溅射或反应溅射法。
3.根据权利要求1所述的电子传输层，其特征在于，所述氧化锌纳米晶薄膜的材料为镁掺杂氧化锌纳米晶，所述氧化锌沉积薄膜的材料为镁掺杂氧化锌体相材料。
4.根据权利要求3所述的电子传输层，其特征在于，所述镁掺杂氧化锌纳米晶为Zn1- xMgxO，0＜x≤0.15，所述镁掺杂氧化锌体相材料为Zn1-yMgyO，0.15＜y≤0.4。
5.根据权利要求4所述的电子传输层，其特征在于，0.25≤y≤0.35。
6.根据权利要求1-5任一所述的电子传输层，其特征在于，所述氧化锌沉积薄膜的厚度为1nm～40nm。
7.根据权利要求6所述的电子传输层，其特征在于，所述氧化锌沉积薄膜的厚度为10nm～30nm。
8.发光器件，其特征在于，包括依次设置的第一电极、如权利要求1-7任一所述的电子传输层、量子点发光层、第二电极，所述电子传输层的所述氧化锌沉积薄膜与所述发光层相邻，所述电子传输层的所述氧化锌纳米晶薄膜与所述第一电极相邻。
9.根据权利要求8所述的发光器件，其特征在于，所述量子点发光层与所述第二电极之间还设置有空穴传输层和/或空穴注入层。
10.发光器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供第一电极，在所述第一电极上设置氧化锌纳米晶溶液，干燥后形成氧化锌纳米晶薄膜，所述氧化锌纳米晶薄膜的材料为掺杂或不掺杂的氧化锌纳米晶材料，在所述氧化锌纳米晶薄膜上沉积一层氧化锌沉积薄膜，所述氧化锌沉积薄膜的材料为掺杂或不掺杂的氧化锌体相材料，在所述氧化锌沉积薄膜上制备量子点发光层，在所述量子点发光层上设置空穴传输层和/或空穴注入层，然后设置第二电极；
或者，提供第一电极，在所述第一电极上设置氧化锌纳米晶溶液，干燥后形成氧化锌纳米晶薄膜，所述氧化锌纳米晶薄膜的材料为掺杂或不掺杂的氧化锌纳米晶材料，在所述氧化锌纳米晶薄膜上沉积一层氧化锌沉积薄膜，所述氧化锌沉积薄膜的材料为掺杂或不掺杂的氧化锌体相材料，在所述氧化锌沉积薄膜上制备量子点发光层，在所述量子点发光层上设置第二电极；
或者，提供第二电极，在所述第二电极上设置空穴注入层和/或空穴传输层，然后设置量子点发光层，在所述量子点发光层上沉积一层氧化锌沉积薄膜，所述氧化锌沉积薄膜的材料为掺杂或不掺杂的氧化锌体相材料，在所述氧化锌沉积薄膜上设置氧化锌纳米晶溶液，干燥后形成氧化锌纳米晶薄膜，所述氧化锌纳米晶薄膜的材料为掺杂或不掺杂的氧化锌纳米晶材料，在所述氧化锌纳米晶薄膜上制作第一电极；
或者，提供第二电极，在所述第二电极上设置量子点发光层，在所述量子点发光层上沉积一层氧化锌沉积薄膜，所述氧化锌沉积薄膜的材料为掺杂或不掺杂的氧化锌体相材料，在所述氧化锌沉积薄膜上设置氧化锌纳米晶溶液，干燥后形成氧化锌纳米晶薄膜，所述氧化锌纳米晶薄膜的材料为掺杂或不掺杂的氧化锌纳米晶材料，在所述氧化锌纳米晶薄膜上制作第一电极。
11.根据权利要求10所述的发光器件的制备方法，其特征在于，所述氧化锌纳米晶溶液采用旋涂或喷墨打印的方式设置在前一层基材上，所述氧化锌纳米晶溶液中为掺杂或不掺杂的氧化锌纳米晶。
12.根据权利要求10所述的发光器件的制备方法，其特征在于，所述氧化锌沉积薄膜采用直流溅射、射频溅射、磁控溅射或反应溅射的方式形成，溅射靶材选自ZnMgO靶材、ZnO:Mg靶材、Zn:MgO靶材中的一种。
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