[发明专利]电子传输材料及其制备方法和发光二极管

说明书

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种电子传输材料及其制备方法和发光二级管。该电子传输材料包括金属氧化物纳米颗粒和PMMA，且所述金属氧化物纳米颗粒和所述PMMA之间通过非烷氧基碳链末端含有氨基的烷氧基硅烷偶联剂相连接；其中，所述硅烷偶联剂的一端通过‑Si(O‑)₃与所述金属氧化物纳米颗粒连接，所述硅烷偶联剂的另一端通过‑NH‑CO‑与所述PMMA连接。该电子传输材料用于制备电子传输层，可改善发光二极管器件电子‑空穴注入不均的现象，通过调节电子‑空穴在发光层的注入比例，从而达到平衡电荷注入的效果，即可得到电子注入能力可调的电子传输层，这样可增大发光层中的空穴、电子复合率，提高发光效率。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种电子传输材料及其制备方法和发光二极管。

背景技术

近年来，量子点发光二极管(QLED)技术发展迅速，其发光效率和寿命不断接近OLED的水平。其中，优化器件结构是提升QLED性能的一个大方向，如何通过优化空穴、电子传输层结构提高载流子的迁移率至关重要。

研究人员利用添加电子阻剂(如PMMA、PVP、SiO₂等)充当电子阻挡层，将空穴与电子的结合限制在量子点层，以达到平衡载流子的效果。然而，电子阻挡层的膜层厚度直接影响着载流子的传输性能，以现有的技术如喷墨打印、旋涂等方法难以保证在电极表面达到5纳米内的加工精度，且昂贵的高精度真空沉积法也不适合未来大规模的生产制备，而电子阻挡层厚度稍微过高易引起器件整体绝缘，造成器件良品率低、局部发光效果不佳、启动电压过高等问题；膜层不均匀则会导致器件局部亮度过高或过低，引起局部烧屏的问题，最终影响器件寿命。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种电子传输材料及其制备方法和发光二极管，旨在解决现有发光二极管器件中空穴-电子电荷注入不均，以致影响器件的发光效率和使用寿命的技术问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供一种电子传输材料，包括金属氧化物纳米颗粒和PMMA，且所述金属氧化物纳米颗粒和所述PMMA之间通过非烷氧基碳链末端含有氨基的烷氧基硅烷偶联剂相连接；其中，

所述硅烷偶联剂的一端通过-Si(O-)₃与所述金属氧化物纳米颗粒连接，所述硅烷偶联剂的另一端通过-NH-CO-与所述PMMA连接。

另一方面，本发明还提供一种电子传输材料的制备方法，包括如下步骤：

提供金属氧化物纳米颗粒和非烷氧基碳链末端含有氨基的烷氧基硅烷偶联剂，将所述金属氧化物纳米颗粒和所述硅烷偶联剂溶于有机溶剂中，进行加热处理，得第一溶液；

提供MMA单体和催化剂，将所述MMA单体和所述催化剂加入所述第一溶液中，进行酰化反应，得第二溶液；

提供偶氮类引发剂，将所述引发剂加入所述第二溶液中，进行聚合反应，得所述电子传输材料。

最后，本发明还提供一种发光二极管，包括电子传输层结构，所述电子传输层的材料含有由上述电子传输材料。

本发明提供的电子传输材料，利用PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)对现有金属氧化物纳米颗粒进行改性，即通过硅烷偶联剂将PMMA嫁接到金属氧化物纳米颗粒表面，PMMA可限制过剩的电子传输，这样的电子传输材料用于制备电子传输层，可改善电子传输层电流密度相对空穴层过高的问题，通过调节电子-空穴在发光层的比例，从而达到平衡电荷注入的效果，即可得到电子注入能力可调的电子传输层，这样可增大发光层中的空穴电子复合率，提高发光效率；同时，因为有了更好的电子-空穴注入比例，器件的开启电压也有所降低，对发光层具有保护作用，有利于提高器件寿命。另外，本发明提供的电子传输材料具有更加优秀的溶液加工性能，在极性溶剂中具有更好的溶解度，还可以提高喷墨打印、旋涂等低成本溶液加工方法的可行性。