复合材料及其制备方法和量子点发光二极管技术

本发明专利技术属于材料领域，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结合在所述n型金属氧化物纳米颗粒表面的[6,6]‑苯基‑C61‑丁酸。将该复合材料用于量子点发光二极管的电子传输层，可以钝化量子点发光层和电子传输层的界面，从而降低电荷在传输过程中的缺陷复合，有利于提高电子传输效率，最终增强器件的发光效率与显示性能。

【技术实现步骤摘要】
复合材料及其制备方法和量子点发光二极管
本专利技术属于材料领域，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。
技术介绍
自从18世纪电现象被一些研究人员发现后，人们开始逐渐了解半导体材料。半导体材料的分类有许多种，按照载流子的特征可以分为本征半导体、P型半导体和N型半导体；按照化学组成则可细分为元素半导体、化合物半导体以及有机半导体等。在众多的半导体材料中，过渡金属氧化物半导体材料不仅具有过渡金属氧化物特有的物理化学基本性能的同时，还能发挥半导体材料特性的优势而表现出独特的声、光、热、电等性能。因此，它是功能材料中尤为重要的组成部分。目前，ZnO、NiO、TiO2、MoO3等半导体材料及其应用一直是功能材料研究领域的热点，此类半导体材料被广泛应用于半导体光电子器件的应用之中(如太阳能电池和发光二极管)。同时，为了更好的突出氧化物在半导体光电子器件应用中的效果，对于氧化物的表面修饰工作也受到了广大科研人员的关注。量子点发光二极管(QLED)由于其发光效率高、色纯度高、发光光谱窄、发射波长可调等优点而有望成为新一代优秀显示技术，各方面技术水平也在不断提升。其中，优化器件结构是提升QLED性能的一个大方向，如何通过优化电荷传输层来提高发光层的发光效率是最为重要的一个环节。
技术实现思路
本专利技术的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和量子点发光二极管，旨在解决现有电子传输材料存在表面缺陷，从而电子传输效率低的技术问题。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术一方面提供一种复合材料，所述复合材料包括n型金属氧化物纳米颗粒和结合在所述n型金属氧化物纳米颗粒表面的[6,6]-苯基-C61-丁酸。本专利技术提供的复合材料，包括n型金属氧化物纳米颗粒和结合在所述n型金属氧化物纳米颗粒表面的[6,6]-苯基-C61-丁酸。[6,6]-苯基-C61-丁酸通过羧基与一个或两个金属原子发生双齿键合，修饰在金属氧化物纳米颗粒的表面，在[6,6]-苯基-C61-丁酸中，羧酸根离子具有一个多电子π键，接受一个金属原子提供的电子后，与羧基形成共轭，从而紧密配合在金属氧化物纳米颗粒的表面，而[6,6]-苯基-C61-丁酸另外一端为烷基链和苯环的有机物，可以提高金属氧化物纳米颗粒在溶剂中的溶解性及分散性，同时[6,6]-苯基-C61-丁酸具有很高的电子迁移率，因此，将[6,6]-苯基-C61-丁酸修饰于n型金属氧化物纳米颗粒表面，可以降低n型金属氧化物纳米颗粒的表面缺陷，将该复合材料用于量子点发光二极管的电子传输层，可以钝化量子点发光层和电子传输层的界面，从而降低电荷在传输过程中的缺陷复合，有利于提高电子传输效率，最终增强器件的发光效率与显示性能。本专利技术另一方面提供一种复合材料的制备方法，包括如下步骤：提供金属盐和[6,6]-苯基-C61-丁酸异甲酯；将所述金属盐溶于第一溶剂中，在第一碱性条件下进行加热处理，得到第一溶液；将所述[6,6]-苯基-C61-丁酸异甲酯溶于第二溶剂中，在第二碱性条件下进行加热处理，得到第二溶液；将所述第一溶于和所述第二溶液混合，得到前驱体溶液；将所述前驱体溶液沉积在基底上，进行退火处理，得到所述复合材料。本专利技术通过简单的溶胶-凝胶法，制备出由n型金属氧化物纳米颗粒和结合在所述n型金属氧化物纳米颗粒表面的[6,6]-苯基-C61-丁酸组成的复合材料，该制备方法工艺简单、成本低，适合大面积、大规模制备。最终得到的复合材料，用于量子点发光二极管的电子传输层，可以钝化量子点发光层和电子传输层的界面，从而降低电荷在传输过程中的缺陷复合，有利于提高电子传输效率，最终增强器件的发光效率与显示性能。最后，本专利技术提供一种量子点发光二极管，包括阳极、阴极以及设置在所述阳极和所述阴极之间量子点发光层，所述阴极和所述量子点发光层之间还设置有电子传输层，所述电子传输层的材料为本专利技术的上述复合材料。本专利技术提供的量子点发光二极管器件中，用本专利技术特有的复合材料作为电子传输层，因此，可以钝化量子点发光层和电子传输层的界面，从而降低电荷在传输过程中的缺陷复合，有利于提高电子传输效率，最终增强器件的发光效率与显示性能。附图说明图1为本专利技术实施例4的量子点发光二极管的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，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。一方面，本专利技术实施例提供了一种复合材料，所述复合材料包括n型金属氧化物纳米颗粒和结合在所述n型金属氧化物纳米颗粒表面的[6,6]-苯基-C61-丁酸。本专利技术实施例提供的复合材料，包括n型金属氧化物纳米颗粒和结合在所述n型金属氧化物纳米颗粒表面的[6,6]-苯基-C61-丁酸。[6,6]-苯基-C61-丁酸通过羧基与一个或两个金属原子发生双齿键合，修饰在金属氧化物纳米颗粒的表面，在[6,6]-苯基-C61-丁酸中，羧酸根离子具有一个多电子π键，接受一个金属原子提供的电子后，与羧基形成共轭，从而紧密配合在金属氧化物纳米颗粒的表面，而[6,6]-苯基-C61-丁酸另外一端为烷基链和苯环的有机物，可以提高金属氧化物纳米颗粒在溶剂中的溶解性及分散性，同时[6,6]-苯基-C61-丁酸具有很高的电子迁移率，因此，将[6,6]-苯基-C61-丁酸修饰于n型金属氧化物纳米颗粒表面，可以降低n型金属氧化物纳米颗粒的表面缺陷，将该复合材料用于量子点发光二极管的电子传输层，可以钝化量子点发光层和电子传输层的界面，从而降低电荷在传输过程中的缺陷复合，有利于提高电子传输效率，最终增强器件的发光效率与显示性能。[6,6]-苯基-C61-丁酸异甲酯([6,6]-Phenyl-C61-butyricAcidMethylEster，PCBM)是一个富勒烯衍生物，其继承了富勒烯的共轭笼状碳分子结构使得其具有极好的电子容纳能力，具有很高的电子迁移性。富勒烯引入了苯环、碳链和酯基团使得其具有较好的溶解性。PCBM在碱性条件下水解为[6,6]-苯基-C61-丁酸([6,6]-Phenyl-C61-butyricAcid，PCBA)。PCBA可以通过羧基与一个或两个金属原子发生双齿键合，这使得PCBA修饰在金属氧化物纳米颗粒表面可以提高金属氧化物纳米颗粒在溶剂中的溶解性及分散性，同时[6,6]-苯基-C61-丁酸具有很高的电子迁移率，因此，将[6,6]-苯基-C61-丁酸修饰于n型金属氧化物纳米颗粒表面，可以降低n型金属氧化物纳米颗粒的表面缺陷。进一步地，所述复合材料用作量子点发光二极管的电子传输材料。进一步地，本专利技术实施例的所述复合材料中，所述n型金属氧化物纳米颗粒选自氧化锌纳米颗粒、氧化锡纳米颗粒、氧化钛纳米颗粒和氧化锆纳米颗粒中的至少一种。更优选地，所述[6,6]-苯基-C61-丁酸与所述n型金属氧化物纳米颗粒中的金属元素本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合材料，其特征在于，所述复合材料包括n型金属氧化物纳米颗粒和结合在所述n型金属氧化物纳米颗粒表面的[6,6]-苯基-C61-丁酸。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合材料，其特征在于，所述复合材料包括n型金属氧化物纳米颗粒和结合在所述n型金属氧化物纳米颗粒表面的[6,6]-苯基-C61-丁酸。


2.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料用作量子点发光二极管的电子传输材料。


3.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述n型金属氧化物纳米颗粒选自氧化锌纳米颗粒、氧化锡纳米颗粒、氧化钛纳米颗粒和氧化锆纳米颗粒中的至少一种。


4.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，在所述复合材料中，所述[6,6]-苯基-C61-丁酸与所述n型金属氧化物纳米颗粒中的金属元素的摩尔比为(1-2)：1。


5.一种复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供金属盐和[6,6]-苯基-C61-丁酸异甲酯；
将所述金属盐溶于第一溶剂中，在第一碱性条件下进行加热处理，得到第一溶液；
将所述[6,6]-苯基-C61-丁酸异甲酯溶于第二溶剂中，在第二碱性条件下进行加热处理，得到第二溶液；
将所述第一溶于和所述第二溶液混合，得到前驱体溶液；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：何斯纳，吴龙佳，吴劲衡，
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