[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

本发明属于发光器件材料技术领域，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。所述复合材料包括n型金属氧化物纳米颗粒和与所述n型金属氧化物纳米颗粒连接的如式I所示的有机分子，所述有机分子通过羧基结合在所述n型金属氧化物纳米颗粒表面；式I中，R为含有至少一个共轭效应单元的烃基或烃基衍生物。该复合材料具有很好的成膜质量和结晶性能，其通过共轭效率增强复合材料的电子迁移率，因此具有很好的电子传输能力。

技术领域

本发明属于发光器件材料技术领域，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

量子点(QD)又称为半导体纳米晶，通常情况下是由II-VI族或III-V族元素组成，其粒径小于或接近于激子波尔半径。目前量子点合成技术发展取得了显著突破，其中以CdSe为代表的II-VI族量子点的研究以趋于完善，如：光致发光效率接近100％，发射峰峰宽窄至20～30nm，红绿量子点的器件效率和器件寿命已接近商业化应用需求。由于高质量的量子点均采用的是全溶液合成方法，非常适合采用旋涂、印刷等溶液加工的方式制备成膜。所以将量子点材料用作量子点发光层的量子点发光二极管(QLED)有望成为下一代新型显示技术的强有力的竞争者。

然而，量子点的电致发光器件仍然存在效率低、寿命短等问题，而构筑高效能QLED器件常用溶液法制备，通常使用无机金属氧化物如氧化锌作为QLED的电子传输层(ETL)。为保持量子点优异的光学稳定性，量子点表面配体一般呈非极性，这样与无机金属氧化物接触差，使得电子注入困难。另外，现有QLED器件一般电子迁移率远高于空穴迁移率，使得QD/ETL界面的电荷积累现象非常严重，对QLED器件的效率和寿命都产生了非常不利的影响。而且金属氧化物纳米粒子在旋涂成膜后的膜结构常表现为无序的松散结构，含有大量的各种缺陷，如微孔等。同时，在某些特定方向容易发生堆积，均匀性较差。

因此，现有技术有待改进。

发明内容

本发明的一个目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种复合材料及其制备方法，旨在解决金属氧化物电子传输材料的电子传输性能不理想的技术问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种复合材料，所述复合材料包括n型金属氧化物纳米颗粒和与所述n型金属氧化物纳米颗粒连接的如下式I所示的有机分子，所述有机分子通过羧基结合在所述n型金属氧化物纳米颗粒表面；

其中，R为含有至少一个共轭效应单元的烃基或烃基衍生物。

本发明提供的复合材料包括n型金属氧化物纳米颗粒和与该n型金属氧化物纳米颗粒连接的式I所示的有机分子，该有机分子中的羧基基团可以与n型金属氧化物纳米颗粒表面的金属离子结合。该复合材料掺入含有共轭效应单元的单羧酸结构的有机分子，这样共轭效应单元的单羧酸结构的小分子与n型金属氧化物纳米颗粒连接后，共轭效应单元的共轭效应使得n型金属氧化物纳米颗粒粒子间的电子传输更容易，借助共轭效应协助电子在纳米粒子间的传导，提高了n型金属氧化物纳米颗粒的电子迁移率；同时，由于该有机分子结构在空间维度上具有较大位阻，可以有效地防止n型金属氧化物纳米颗粒局部聚集，从而提高了n型金属氧化物纳米颗粒成膜的均匀性，有效防止电流局部集中。因此，该复合材料具有很好的成膜质量和结晶性能，通过共轭效率增强复合材料的电子迁移率，因此具有很好的电子传输能力。

本发明另一方面提供一种复合材料的制备方法，包括如下步骤：

提供n型金属氧化物纳米颗粒和如下式I所示的有机分子；

将所述n型金属氧化物纳米颗粒和有机分子溶于极性溶剂中，得到混合溶液；

将所述混合溶液进行固液分离，得到所述复合材料；

其中，R为含有至少一个共轭效应单元的烃基或烃基衍生物。