[發(fā)明專利]一種復(fù)合材料及其制備方法與量子點(diǎn)發(fā)光二極管

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911416835.4
• 申請(qǐng)日: 2019-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113122264A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫培川;楊一行
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: TCL集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): C09K11/88
• 分類號(hào): C09K11/88;C09K11/02;H01L51/50
• 代理公司: 深圳市君勝知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文

本發(fā)明公開(kāi)一種復(fù)合材料及其制備方法與量子點(diǎn)發(fā)光二極管。所述復(fù)合材料的制備方法包括步驟：提供量子點(diǎn)溶液，其中量子點(diǎn)的表面結(jié)合有第一配體，所述第一配體為含羧基的有機(jī)配體；提供分散有第二配體的配體溶液，其中第二配體為聚苯胺，所述配體溶液的溶劑與所述量子點(diǎn)溶液的溶劑互溶；將所述量子點(diǎn)溶液與配體溶液混合，在量子點(diǎn)的表面進(jìn)行配體交換反應(yīng)，得到復(fù)合材料。本發(fā)明通過(guò)將聚苯胺和量子點(diǎn)結(jié)合到一起，一方面利用聚苯胺傳輸空穴的能力來(lái)提高量子點(diǎn)發(fā)光層的空穴傳輸能力，提高載流子的注入平衡；另一方面，聚苯胺作為量子點(diǎn)的表面配體，不僅可以減少量子點(diǎn)的團(tuán)聚，而且可以阻礙電子注入，進(jìn)一步提高載流子的注入平衡，提高器件的性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及量子點(diǎn)發(fā)光二極管技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種復(fù)合材料及其制備方法與量子點(diǎn)發(fā)光二極管。

背景技術(shù)

量子點(diǎn)(quantum dot,QD)是一種細(xì)化的納米材料。納米材料是指某一個(gè)維度上的尺寸小于100nm的材料，而量子點(diǎn)則是要求材料的尺寸在三個(gè)維度都要小于100nm。更進(jìn)一步的規(guī)定指出，量子點(diǎn)的半徑必須要小于其對(duì)應(yīng)體材料的激子波爾半徑，其尺寸通常在1-10nm左右。由于量子點(diǎn)半徑小于對(duì)應(yīng)體材料的激子波爾半徑，量子點(diǎn)能表現(xiàn)出明顯的量子點(diǎn)限域效應(yīng)，此時(shí)載流子在三個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)受勢(shì)壘約束，這種約束主要是由靜電勢(shì)、材料界面、半導(dǎo)體表面的作用或是三者的綜合作用造成的。量子點(diǎn)中的電子和空穴被限域，使得連續(xù)的能帶變成具有分子特性的分離能級(jí)結(jié)構(gòu)。這種分離結(jié)構(gòu)使得量子點(diǎn)有了異于體材料的多種特性以及在多個(gè)領(lǐng)域里的特殊應(yīng)用。由于量子點(diǎn)中載流子運(yùn)動(dòng)受限，使得半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)變成了具有分子原子特性的分離能級(jí)結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出與對(duì)應(yīng)體材料完全不同的光電特性。量子點(diǎn)具有發(fā)光波長(zhǎng)可調(diào)諧，發(fā)光線寬窄，發(fā)光效率高，光、熱及化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)溶液加工、旋涂或噴墨印刷成膜后集成到電致發(fā)光器件(QLED)中可以作為有效的激子輻射復(fù)合中心，是應(yīng)用于固態(tài)照明和全色平板顯示的新一代發(fā)光材料。量子點(diǎn)LED與傳統(tǒng)的熒光粉LED以及目前的有機(jī)LED相比，用于顯示和照明時(shí)，具有色域廣、色純度高、低功耗、低成本、易加工等優(yōu)點(diǎn)。在顯示領(lǐng)域具有非常重要的價(jià)值和意義。

量子點(diǎn)電致發(fā)光器件又稱為發(fā)光二極管，通常采用三明治結(jié)構(gòu)。發(fā)光二極管通常包括主要陽(yáng)極、空穴注入層、空穴傳輸層、量子點(diǎn)發(fā)光層、電子傳輸層和陰極。這種多層結(jié)構(gòu)器件在顯示領(lǐng)域的應(yīng)用還存在一些問(wèn)題，例如開(kāi)啟電壓高、發(fā)光效率低、載流子注入不均衡等。根據(jù)器件各層的能級(jí)水平來(lái)選擇合適的材料使電子和空穴能夠平衡注入量子點(diǎn)發(fā)光層對(duì)提高器件性能至關(guān)重要。目前，研究者們已通過(guò)多種手段提高器件的性能，如提高量子點(diǎn)的熒光量子產(chǎn)率、優(yōu)化器件結(jié)構(gòu)、優(yōu)化電荷傳輸材料、提高載流子的平衡等。

如圖1所示的能級(jí)圖，電子在導(dǎo)帶位置上從電子傳輸層躍遷能級(jí)至量子點(diǎn)層，目前所用的電子傳輸層ZnO的電子傳輸效率高，而且與量子點(diǎn)層的勢(shì)壘較小，所以電子很容易注入量子點(diǎn)層。而空穴傳輸層通常采用的TFB材料，它的空穴傳輸速率通常低于電子傳輸速率一個(gè)等級(jí)，而且其價(jià)帶與量子點(diǎn)材料的價(jià)帶勢(shì)壘較大，所以導(dǎo)致空穴注入困難。電荷注入的不平衡通常導(dǎo)致QLED器件的淬滅，此現(xiàn)象在藍(lán)色量子點(diǎn)上表現(xiàn)得尤為明顯。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)合材料及其制備方法與量子點(diǎn)發(fā)光二極管，旨在一定程度解決現(xiàn)有量子點(diǎn)發(fā)光二極管亮度、量子效率以及壽命不夠理想的問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種復(fù)合材料的制備方法，其中，包括步驟：

提供量子點(diǎn)溶液，其中，所述量子點(diǎn)的表面結(jié)合有第一配體，所述第一配體為含羧基的有機(jī)配體；

提供分散有第二配體的配體溶液，其中，所述第二配體為聚苯胺，所述配體溶液的溶劑與所述量子點(diǎn)溶液的溶劑互溶；

將所述量子點(diǎn)溶液與配體溶液混合，在量子點(diǎn)的表面進(jìn)行配體交換反應(yīng)，得到復(fù)合材料。