复合材料和量子点发光二极管的制作方法

本申请涉及显示，具体涉及一种复合材料和量子点发光二极管。

背景技术：

1、量子点(quantum dot)具有独特的光学特点：尺寸可调的发光光谱、窄的发射光谱、高的发光效率等特点。量子点的这些优异的性能和特点，使其成为了下一代平板技术的极好的选择。qled(quantum dot light-emitting diode，量子点电致发光二极管)显示器件是采用量子点作为发光源的一种电致发光器件。在外界电场的驱动下，空穴和电子克服界面障碍分別进入量子点发光层的价带能级和导带能级，当从激发态而回到稳定的基态时，释放出光子。其在最新的研究成果中已经表现出优异的器件性能，qled在色饱和度、稳定性和成本上与传统的led(light emitting diode，发光二极管)和oled(organic light-emitting diode，有机发光二管)相比也表现出了很好的竞争优势。

2、在目前所研究的qled器件中，最常用的空穴注入层材料是聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(pedot:pss)，其具有高的透光率、高的功函数、平整的形貌和良好的导电等性优异的性能。但是，pedot:pss材料呈现弱酸性，而且pss单元较易吸水，从而加速随后沉积的同为有机半导体材料的空穴传输层的退化，最终会影响了qled器件的发光效率、均匀性、寿命以及器件的稳定性。为了解决这些问题，人们研究使用无机金属氧化物材料来替代pedot:pss。

3、但是用于qled器件中的无机金属氧化物纳米材料尺寸很小，比表面积大，容易发生团聚，并且表面缺陷较多，分散不佳导致的团聚会导致器件的漏电流，导致载流子的复合效率很低。

4、目前，qled器件中另一个亟待解决的问题是空穴注入比电子注入困难，对qled器件寿命和发光效率等影响重大，目前有大量的策略是引入超薄绝缘层减缓电子的注入速率。但是，此方法需要精确控制绝缘层的厚度，增大了大规模生产的工艺难度。

5、因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

1、本申请提供一种复合材料和量子点发光二极管，复合材料在金属氧化物纳米材料表面引入第一配体和第二配体，增加金属氧化物纳米材料的分散性，降低其表面缺陷，提高材料的空穴注入能力。

2、本申请提供一种复合材料，复合材料包括金属氧化物纳米材料及第一配体和/或第二配体，第一配体包括卤素取代的烷基羧酸盐、卤素取代的烷基磷酸酯盐或卤素取代的烷基磺酸盐中的一种或多种，第二配体为具有至少一个氨基的共轭分子。

3、可选的，在本申请的一些实施例中，第一配体的带负电的配位基团通过阴阳离子结合的方式结合于金属氧化物纳米材料表面缺陷，第二配体的氨基与金属氧化物纳米材料的金属离子配位结合。

4、可选的，在本申请的一些实施例中，第一配体和金属氧化物纳米材料的质量比可以为(0.6～1):1，也可以为(0.7～0.9):1，还可以为0.8:1。

5、可选的，在本申请的一些实施例中，金属氧化物纳米材料和第二配体的质量比可以为1：(3～5)，也可以为1：(3.5～4.5)，还可以为1:4。

6、可选的，在本申请的一些实施例中，卤素取代的烷基羧酸盐包括氟取代的烷基羧酸盐，卤素取代的烷基磷酸酯盐包括氟取代的烷基磷酸酯盐，卤素取代的烷基磺酸盐包括氟取代的烷基磺酸盐。

7、可选的，在本申请的一些实施例中，氟取代的烷基羧酸盐的化学通式为cnf2n+1coom1，氟取代的烷基磷酸酯盐的化学通式为cf3(cf2)mch2ch2op(o)(oh)2，氟取代的烷基磺酸盐的化学通式为cnf2n+1so3m2，其中，m1选自k、na、nh4+或h，m2选自h、k、na或li，n选自4～12之间的整数，m选自1～9之间的整数。

8、可选的，在本申请的一些实施例中，第二配体包括苯胺、二苯胺或咔唑中的一种或多种。

9、可选的，在本申请的一些实施例中，金属氧化物包括moox、wox、niox或vo。

10、此外，本申请还提供一种量子点发光二极管，包括阳极层、阴极层和设置在阳极层和阴极层之间的量子点发光层，阳极层和量子点发光层之间还设置有空穴注入层，空穴注入层的材料选自上述的复合材料。

11、可选的，在本申请的一些实施例中，空穴注入层的厚度可以为10～100nm，也可以为20～90nm，还可以为30～80nm。

12、可选的，在本申请的一些实施例中，阳极层的材料包括ito、fto、zto或izo中的至少一种。

13、可选的，在本申请的一些实施例中，量子点发光层的量子点材料包括cds、cdse、cdznse、cdte、zno、zns、znse、znte、gaas、gap、gasb、hgs、hgse、hgte、inas、inp、insb、alas、alp、cuins或cuinse中的至少一种。

14、可选的，在本申请的一些实施例中，阴极层的材料包括al、cu、mo、au、ag或moo3中的至少一种。

15、本申请采用配有第一配体和/或第二配体的复合材料，具有如下有益效果：

16、(1)负载第一配体旨在解决无机金属氧化物纳米材料作为空穴注入层时，分散性差所导致的成膜不完整，器件漏电流大等问题。第一配体负电的配位基团与缺陷o2+的配位可以增加金属氧化物的分散性，从而使得制备器件时所形成的膜层更加均匀致密，并且将诱发分子轨道重新排布，提高金属氧化物纳米材料的功函数，氟取代基以其极强的电负性发挥了强烈的吸电子作用，从而提高了其空穴的注入能力。

17、(2)第二配体的引入旨在进一步提高空穴的注入能力，同时避免电子和空穴的复合失活。其可以和金属氧化物配位，同时其能带结构决定了，其可以有效提高空穴的传输能力但是不传导电子，从而可以提高空穴的注入，实现更佳的载流子平衡。

18、(3)金属氧化物表面负载有第一配体的含氟亲油基团后，可以阻止湿气氧气渗透进入qled内部结构，起到良好的保护效果，使器件更加稳定。

技术特征：

1.一种复合材料，其特征在于，所述复合材料包括金属氧化物纳米材料及第一配体和/或第二配体，所述第一配体包括卤素取代的烷基羧酸盐、卤素取代的烷基磷酸酯盐或卤素取代的烷基磺酸盐中的一种或多种，所述第二配体为具有至少一个氨基的共轭分子。

2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述第一配体的带负电的配位基团通过阴阳离子结合的方式结合于所述金属氧化物纳米材料表面缺陷，所述第二配体的氨基与所述金属氧化物纳米材料的金属离子配位结合。

3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述第一配体和所述金属氧化物纳米材料的质量比为(0.6～1):1；和/或，所述金属氧化物纳米材料和所述第二配体的质量比为1：(3～5)。

4.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述卤素取代的烷基羧酸盐包括氟取代的烷基羧酸盐；和/或，所述卤素取代的烷基磷酸酯盐包括氟取代的烷基磷酸酯盐；和/或，所述卤素取代的烷基磺酸盐包括氟取代的烷基磺酸盐。

5.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述氟取代的烷基羧酸盐的化学通式为cnf2n+1coom1，所述氟取代的烷基磷酸酯盐的化学通式为cf3(cf2)mch2ch2op(o)(oh)2，所述氟取代的烷基磺酸盐的化学通式为cnf2n+1so3m2，其中，m1选自k、na、nh4+或h，m2选自h、k、na或li，n选自4～12之间的整数，m选自1～9之间的整数。

6.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述第二配体包括苯胺、二苯胺或咔唑中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述金属氧化物纳米材料包括moox、wox、niox或vo。

8.一种量子点发光二极管，包括阳极层、阴极层和设置在所述阳极层与所述阴极层之间的量子点发光层，其特征在于，所述阳极层与所述量子点发光层之间设置有空穴注入层，所述空穴注入层的材料选自如权利要求1～7中任一项所述的复合材料。

9.根据权利要求8所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述空穴注入层的厚度为10～100nm。

10.根据权利要求8所述的量子点发光二极管，其特征在于，所述阳极层的材料包括ito、fto、zto或izo中的至少一种；和/或，所述量子点发光层的量子点材料包括cds、cdse、cdznse、cdte、zno、zns、znse、znte、gaas、gap、gasb、hgs、hgse、hgte、inas、inp、insb、alas、alp、cuins或cuinse中的至少一种；和/或，所述阴极层的材料包括al、cu、mo、au、ag或moo3中的至少一种。

技术总结
本申请公开了一种复合材料及其制备方法和量子点发光二极管。复合材料包括金属氧化物纳米材料及第一配体和/或第二配体，第一配体包括卤素取代的烷基羧酸盐、卤素取代的烷基磷酸酯盐或卤素取代的烷基磺酸盐中的一种或多种，第二配体为具有至少一个氨基的共轭分子。采用复合材料制备量子点发光二极管的空穴注入层，增加了金属氧化物纳米材料的分散性，使空穴注入层膜层更加均匀，提高了空穴注入效率，使量子点发光二极管更加稳定。

技术研发人员：田鹍飞
受保护的技术使用者：TCL科技集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13