一种复合材料及其制备方法、应用技术

本发明专利技术属于显示器件领域，提供了一种复合材料及其制备方法、应用。本发明专利技术提供的PMMA包覆BiOI的复合材料，结合了两种材料的特性，从而能够调节电子和空穴的平衡：一方面核BiOI具有较窄的带隙的特点，能最大限度地吸收可见光，电子从价带跃迁到导带，产生电子‑空穴对；另一方面核BiOI具有独特的层状结构，使相应的原子和原子轨道有足够的空间被极化，能有效地实现光生电子‑空穴对的分离；同时，BiOI属于间接带隙化合物，被激发的电子不能直接回到价带，抑制了电子和空穴的复合；并且PMMA壳层，能够有效阻挡能量较低的光生电子而使能量较高的光生电子逃逸。

A Composite Material and Its Preparation Method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料及其制备方法、应用
本专利技术属于显示器件领域，尤其涉及一种复合材料及其制备方法、应用。
技术介绍
量子点材料由于其具有光色纯度高、发光量子效率高、发光颜色可调、量子产额高等优点，加上可利用于印刷工艺制备，所以基于量子点的发光二极管(QuantumDotLightEmittingDiode，QLED)近来受到人们的普遍关注，其器件性能指标也发展迅速。目前，尽管通过对量子点材料的改进以及QLED器件结构的不断优化，现有的QLED器件的效率和寿命都得到大幅度的提高，但是其效率与产业化生产的要求还是相差较远。其中，载流子的注入不平衡是影响QLED的器件效率的一个主要原因。例如，在蓝光QLED器件中，电子属于少子，要提高器件的性能，必然要增加电子注入。因此，现有的蓝光器件由于载流子的注入不平衡而具有较低的效率和寿命，若能在实际制备显示器件的过程中，尤其是采用打印方法制备时，如果能用一种材料，使用一个墨盒，有效提高蓝光QLED器件的载流子平衡，将大大优化制备流程，降低生产成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种复合材料及其制备方法、应用，旨在解决现有的蓝光器件由于载流子的注入不平衡而具有较低的效率和寿命、制备成本高的问题。本专利技术提供了一种复合材料，所述复合材料由内核和包覆所述内核的壳层形成，所述内核为BiOI，所述壳层为PMMA。本专利技术提供了一种复合材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：提供BiOI，通过偶联剂对BiOI进行表面改性，得到改性BiOI；将所述改性BiOI分散于极性溶剂中，搅拌均匀后加入甲基丙烯酸甲酯单体进行反应，得到表面结合甲基丙烯酸甲酯单体改性BiOI的混合溶液；将所述混合溶液进行搅拌加热，并加入引发剂进行聚合反应，使甲基丙烯酸甲酯单体聚合生成PMMA，分离提纯，干燥，得到PMMA包覆BiOI的复合材料。本专利技术还提供了一种发光器件，所述发光器件包括阳极、蓝光量子点发光层、修饰层、阴极，所述蓝光量子点发光层设置在所述阳极与所述阴极之间，所述修饰层设置在蓝光量子点发光层与阴极之间，所述修饰层由如上所述的复合材料组成。本专利技术还提供了一种发光器件的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：提供预制器件，在预制器件上沉积蓝光量子点发光层；在所述蓝光量子点发光层上沉积复合材料形成修饰层，所述复合材料为如上所述的复合材料或如上所述制备方法制备的复合材料；或者提供预制器件，在预制器件上沉积复合材料形成修饰层，所述复合材料为如上所述的复合材料或如上所述制备方法制备的复合材料；在所述修饰层上沉积蓝光量子点发光层。本专利技术提供的复合材料，结合了BiOI和PMMA材料的特性，能够调节电子和空穴的平衡：一方面BiOI具有较窄的带隙(～1.8eV)的特点，能最大限度地吸收可见光，这样电子从价带跃迁到导带，产生电子-空穴对；另一方面BiOI具有独特的层状结构，使相应的原子和原子轨道有足够的空间被极化，能有效地实现光生电子-空穴对的分离；同时，BiOI属于间接带隙化合物，被激发的电子不能直接回到价带，抑制了电子和空穴的复合；并且PMMA壳层，能够有效阻挡能量较低的光生电子而使能量较高的光生电子逃逸。本专利技术提供的复合材料的制备方法操作简单，成本低，利于材料的规模化生产。本专利技术提供的发光器件及其制备方法，在蓝光量子点发光层和阴极之间引入了上述复合材料组成的修饰层，能够调节电子注入效率，使电子和空穴平衡，提高器件的效率。本专利技术提供的发光器件的制备方法操作简单，成本低，利于器件的规模化生产。附图说明图1是本专利技术的一个实施例提供的发光器件的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供了一种复合材料，该复合材料由内核和包覆内核的壳层形成，其中，内核为BiOI，壳层为PMMA。其中，BiOI主要通过溶液聚合方法，利用偶联剂先对BiOI进行改性后与PMMA壳层结合。偶联剂具体为硅烷偶联剂，可以为甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(MPS)、3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)或其他硅烷偶联剂，使其带有的烷氧基团直接与BiOI表面的羟基发生反应，从而接枝到BiOI粒子表面，达到改性的目的，提高聚合物与BiOI粒子之间的兼容性，以促进BiOI粒子后续与PMMA结合。PMMA壳层的厚度为1-5nm，在此范围内，有利于复合材料的分散，并且发挥其在不同色器件中的调控作用，即有利于蓝光器件中产生的光生电子从PMMA壳层逃离出来，又有效阻挡红光器件中产生的光生电子的逃离。具体地，由于复合材料为PMMA包覆BiOI形成的复合材料，因而该材料具有BiOI和PMMA壳层相结合的功能特点：BiOI具有较窄的带隙(～1.8eV)能最大限度地吸收可见光，这样电子从价带跃迁到导带，产生电子-空穴对；BiOI具有独特的层状结构，特殊的层状结构使相应的原子和原子轨道有足够的空间被极化，能有效地实现光生电子-空穴对的分离；其次BiOI属于间接带隙化合物，被激发的电子不能直接回到价带，抑制了电子和空穴的复合；PMMA壳层，能够有效阻挡能量较低的光生电子而使能量较高的光生电子逃逸。本专利技术实施例提供的复合材料，一方面能够产生电子-空穴对，同时有效地实现光生电子-空穴对的分离并抑制电子和空穴的复合；另一方面能够有效阻挡能量较低的光生电子而使能量较高的光生电子逃逸。因而复合材料能够有效的调节载流子的注入平衡。本专利技术实施例提供了对应上一实施例复合材料的制备方法。该制备方法包括如下步骤：步骤S11：提供BiOI，通过偶联剂对BiOI进行表面改性，得到改性BiOI。在本专利技术实施例中，为提高聚合物与BiOI粒子之间的兼容性，先用偶联剂对表面进行改性，以促进BiOI粒子后续与PMMA的结合；偶联剂具体为硅烷偶联剂，可以为甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(MPS)、3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)或其他硅烷偶联剂，使其带有的烷氧基团直接与BiOI表面的羟基发生反应，从而接枝到BiOI粒子表面，达到改性的目的。步骤S12：将改性BiOI分散于极性溶剂中，搅拌均匀后加入甲基丙烯酸甲酯单体进行反应，得到表面结合甲基丙烯酸甲酯单体改性BiOI的混合溶液。在本专利技术实施例中，采用溶液聚合法在改性BiOI表面接枝疏水性单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)，实质上是BiOI通过偶联剂与PMMA壳层结合。其中，极性溶剂包括但不限于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)。步骤S13：将混合溶液进行搅拌加热，并加入引发剂进行聚合反应，使甲基丙烯酸甲酯单体聚合生成PMMA，分离提纯，干燥，得到PMMA包覆BiOI的复合材料。在本专利技术实施例中，步骤S13具体可以是将步骤12获得的混合溶液不断地磁力揽拌下，缓慢加热，并加入引发剂在缓慢的氮气气流下进行聚合反应，使甲基丙烯酸甲酯单体聚合生成PMMA，得到PMMA包覆BiOI的复合材料溶液，继而对所获得的样品进行分离提纯，洗涤干燥，最终获得PMMA包覆BiOI的复合材料。在本专利技术实施例中，在步骤12中加入的单体量一定的情况下，在实际制备过程中可以通过控制引发剂的加入量来控制PMMA层的厚度，将其厚度控制在1-5nm，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合材料，其特征在于，所述复合材料由内核和包覆所述内核的壳层形成，所述内核为BiOI，所述壳层为PMMA。

【技术特征摘要】
1.一种复合材料，其特征在于，所述复合材料由内核和包覆所述内核的壳层形成，所述内核为BiOI，所述壳层为PMMA。2.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述壳层的厚度为1-5nm。3.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述BiOI通过偶联剂与所述PMMA结合。4.如权利要求3所述的复合材料，其特征在于，所述偶联剂为甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷中至少的一种。5.一种复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：提供BiOI，通过偶联剂对BiOI进行表面改性，得到改性BiOI；将所述改性BiOI分散于极性溶剂中，搅拌均匀后加入甲基丙烯酸甲酯单体进行反应，得到表面结合甲基丙烯酸甲酯单体改性BiOI的混合溶液；将所述混合溶液进行搅拌加热，并加入引发剂进行聚合反应，使甲基丙烯酸甲酯单体聚合生成PMMA，分离提纯，干燥，得到PMMA包覆BiOI的复合材料。6.一种发光器件，其特征在于，所述发光器件包括阳极、蓝光量子点发光层、修饰层、阴极，所述蓝光量子点...

【专利技术属性】
技术研发人员：李龙基，曹蔚然，
申请(专利权)人：TCL集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44