[發明專利]電子傳輸材料及其制備方法和發光二極管

有效

• 申請號: 201711351756.0
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN109935714B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 吳勁衡;吳龍佳;何斯納
• 申請（專利權）人: TCL科技集團股份有限公司
• 主分類號: H01L51/50
• 分類號: H01L51/50;H01L51/54
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 李艷麗

本發明屬于材料技術領域，具體涉及一種電子傳輸材料及其制備方法和發光二級管。該電子傳輸材料包括金屬氧化物納米顆粒和PMMA，且所述金屬氧化物納米顆粒和所述PMMA之間通過非烷氧基碳鏈末端含有氨基的烷氧基硅烷偶聯劑相連接；其中，所述硅烷偶聯劑的一端通過?Si(O?)₃與所述金屬氧化物納米顆粒連接，所述硅烷偶聯劑的另一端通過?NH?CO?與所述PMMA連接。該電子傳輸材料用于制備電子傳輸層，可改善發光二極管器件電子?空穴注入不均的現象，通過調節電子?空穴在發光層的注入比例，從而達到平衡電荷注入的效果，即可得到電子注入能力可調的電子傳輸層，這樣可增大發光層中的空穴、電子復合率，提高發光效率。

技術領域

本發明屬于材料技術領域，具體涉及一種電子傳輸材料及其制備方法和發光二極管。

背景技術

近年來，量子點發光二極管(QLED)技術發展迅速，其發光效率和壽命不斷接近OLED的水平。其中，優化器件結構是提升QLED性能的一個大方向，如何通過優化空穴、電子傳輸層結構提高載流子的遷移率至關重要。

研究人員利用添加電子阻劑(如PMMA、PVP、SiO₂等)充當電子阻擋層，將空穴與電子的結合限制在量子點層，以達到平衡載流子的效果。然而，電子阻擋層的膜層厚度直接影響著載流子的傳輸性能，以現有的技術如噴墨打印、旋涂等方法難以保證在電極表面達到5納米內的加工精度，且昂貴的高精度真空沉積法也不適合未來大規模的生產制備，而電子阻擋層厚度稍微過高易引起器件整體絕緣，造成器件良品率低、局部發光效果不佳、啟動電壓過高等問題；膜層不均勻則會導致器件局部亮度過高或過低，引起局部燒屏的問題，最終影響器件壽命。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的上述不足，提供一種電子傳輸材料及其制備方法和發光二極管，旨在解決現有發光二極管器件中空穴-電子電荷注入不均，以致影響器件的發光效率和使用壽命的技術問題。

為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：

本發明一方面提供一種電子傳輸材料，包括金屬氧化物納米顆粒和PMMA，且所述金屬氧化物納米顆粒和所述PMMA之間通過非烷氧基碳鏈末端含有氨基的烷氧基硅烷偶聯劑相連接；其中，

所述硅烷偶聯劑的一端通過-Si(O-)₃與所述金屬氧化物納米顆粒連接，所述硅烷偶聯劑的另一端通過-NH-CO-與所述PMMA連接。

另一方面，本發明還提供一種電子傳輸材料的制備方法，包括如下步驟：

提供金屬氧化物納米顆粒和非烷氧基碳鏈末端含有氨基的烷氧基硅烷偶聯劑，將所述金屬氧化物納米顆粒和所述硅烷偶聯劑溶于有機溶劑中，進行加熱處理，得第一溶液；

提供MMA單體和催化劑，將所述MMA單體和所述催化劑加入所述第一溶液中，進行酰化反應，得第二溶液；

提供偶氮類引發劑，將所述引發劑加入所述第二溶液中，進行聚合反應，得所述電子傳輸材料。

最后，本發明還提供一種發光二極管，包括電子傳輸層結構，所述電子傳輸層的材料含有由上述電子傳輸材料。

本發明提供的電子傳輸材料，利用PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)對現有金屬氧化物納米顆粒進行改性，即通過硅烷偶聯劑將PMMA嫁接到金屬氧化物納米顆粒表面，PMMA可限制過剩的電子傳輸，這樣的電子傳輸材料用于制備電子傳輸層，可改善電子傳輸層電流密度相對空穴層過高的問題，通過調節電子-空穴在發光層的比例，從而達到平衡電荷注入的效果，即可得到電子注入能力可調的電子傳輸層，這樣可增大發光層中的空穴電子復合率，提高發光效率；同時，因為有了更好的電子-空穴注入比例，器件的開啟電壓也有所降低，對發光層具有保護作用，有利于提高器件壽命。另外，本發明提供的電子傳輸材料具有更加優秀的溶液加工性能，在極性溶劑中具有更好的溶解度，還可以提高噴墨打印、旋涂等低成本溶液加工方法的可行性。