[发明专利]复合材料及其制备方法和量子点发光二极管

说明书

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种复合材料及其制备方法和量子点发光二极管。该复合材料的制备方法，包括如下步骤：提供锌盐和钐盐，将所述锌盐和钐盐溶于有机溶剂中形成阳离子溶液，所述锌盐中的锌元素与所述钐盐中的钐元素的摩尔比为1:(0.05‑0.18)；将碱液加入所述阳离子溶液进行反应，得到前驱体溶液；将所述前驱体溶液进行分离，制备所述复合材料。该制备方法得到的复制材料中，掺杂的钐元素可以提高氧化锌纳米颗粒的导带能级位置，将该复合材料用于量子点发光二极管的电子传输层可以增大器件的电极‑电子传输层间的势垒，限制电子注入，从而实现器件的载流子注入平衡，进而提高器件的亮度和效率。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种复合材料及其制备方法和量子点发光二极管。

背景技术

半导体量子点(Quantum Dot，QD)具有量子尺寸效应，人们通过调控量子点的大小来实现所需要的特定波长的发光，在量子点器件如量子点发光二极管(Quantum Dot LightEmitting Diodes，QLED)具有色彩饱和度高、发光颜色可调、耗能低等一系列优点，已成为下一代显示器件的有力竞争者。当前，相对于有机传输层结构的发光器件，有机-无机杂化量子点发光二极管具有更佳的器件性能，这种性能的提高得益于具有高电子迁移率的氧化锌纳米颗粒的应用。然而，氧化锌过高的电子迁移率容易造成过多的电子注入，导致量子点发光层出现电子积累的现象，尤其是在有机空穴传输层的空穴迁移率较低情况下，空穴的注入不足更是加剧了这种载流子失衡。

通过调节传输层的载流子迁移率使注入的载流子平衡，可以实现高效稳定量子点器件。一方面可选用迁移率较高的有机小分子或导电聚合物，另一方面是通过界面方法限制氧化锌电子传输层的电子注入。但上述两种方法均存在缺点，如使用迁移率较高的导电聚合物一般价格昂贵，不利于商业推广，而界面方法限制电子注入工艺控制比较困难，不易实施。因此，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合材料及其制备方法和量子点发光二极管，旨在解决氧化锌电子迁移速率太高，难以实现载流子注入平衡的技术问题。

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复合材料的制备方法，包括如下步骤：

提供锌盐和钐盐，将所述锌盐和钐盐溶于有机溶剂中形成阳离子溶液，所述锌盐中的锌元素与所述钐盐中的钐元素的摩尔比为1:(0.05-0.18)；

将碱液加入所述阳离子溶液进行反应，得到前驱体溶液；

将所述前驱体溶液进行分离，制备所述复合材料。

本发明提供的复合材料的制备方法，将锌盐和钐盐溶于有机溶剂后与碱液混合进行反应，在碱性条件下制成可以生成钐掺杂氧化锌纳米颗粒的前驱体溶液，将该前驱体溶液分离即得到复合材料(包括氧化锌纳米颗粒和掺杂在该氧化锌纳米颗粒中的钐元素)；该制备方法得到的复制材料中，掺杂的钐元素可以提高氧化锌纳米颗粒的导带能级位置，将该复合材料用于量子点发光二极管的电子传输层可以增大器件的电极-电子传输层间的势垒，限制电子注入，从而实现器件的载流子注入平衡，进而提高器件的亮度和效率。

本发明另一方面提供一种复合材料，所述复合材料包括氧化锌纳米颗粒和掺杂在所述氧化锌纳米颗粒中的钐元素，所述氧化锌纳米颗粒中的锌元素与钐元素的摩尔比为1:(0.05-0.18)。

本发明提供的复合材料中，氧化锌具有六角纤锌矿结构，掺杂钐原子易进入氧化锌晶体而不改变其晶型结构，而且稀土钐原子半径较大，容易失去最外层2个6s电子和次外层5d轨道或4f层的一个电子而形成三价稀土离子，从而产生多电子组态，可以有效抑制氧化锌的电子传输效果；掺杂的钐元素可以提高氧化锌纳米颗粒的导带能级位置，将该复合材料用于量子点发光二极管的电子传输层可以增大器件的电极-电子传输层间的势垒，限制电子注入，从而实现器件的载流子注入平衡，进而提高器件的亮度和效率。