CN113809246B - 复合材料及其制备方法和量子点发光二极管 - Google Patents
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Abstract
本发明属于发光器件材料技术领域，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。所述复合材料包括有机半导体材料和分散在所述有机半导体材料中的具有多苯环结构的有机物，所述有机物的多苯环结构上连接有极性官能团。该复合材料利用该具有多苯环结构的有机物对有机半导体材料的修饰，有效解决量子点表面与有机半导体材料空穴注入势垒过大、空穴迁移率低，QD/HTL界面易发生电荷积累和器件电荷不平衡的问题，从而可以提升器件的寿命与效率。
Description
技术领域
本发明属于发光器件材料技术领域，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。
背景技术
量子点(QD)又称为半导体纳米晶，通常情况下是由II-VI族或III-V族元素组成，其粒径小于或接近于激子波尔半径。目前量子点合成技术发展取得了显著突破，其中以CdSe为代表的II-VI族量子点的研究以趋于完善，如：光致发光效率接近100％，发生峰峰宽窄至20～30nm，红绿量子点的器件效率和器件寿命已接近商业化应用需求。由于高质量的量子点均采用的是全溶液合成方法，非常适合采用旋涂、印刷等溶液加工的方式制备成膜。所以将量子点材料用作量子点发光层的量子点发光二极管(QLED)有望成为下一代新型显示技术的强有力的竞争者。
然而，量子点的电致发光器件仍然存在效率低、寿命短等问题，而构筑高效能QLED器件常用溶液法制备，通常使用有机半导体材料作为QLED的空穴传输层(HTL)。而由于有机半导体材料通常存在载流子迁移率低、电阻大且HOMO能级与量子点匹配差的问题，导致空穴注入较为困难，导致电子传输层/量子点发光层的界面势垒大，电荷界面积累多，对QLED器件的效率和寿命都产生了非常不利的影响。
因此，现有技术有待改进。
发明内容
本发明的一个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，旨在解决有机半导体材料的空穴传输性能不理想的技术问题。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明一方面提供一种复合材料，所述复合材料包括有机半导体材料和分散在所述有机半导体材料中的具有多苯环结构的有机物，所述有机物的多苯环结构上连接有极性官能团。
本发明提供的复合材料包括有机半导体材料和分散在所述有机半导体材料中的具有多苯环结构的有机物，该具有多苯环结构的有机物不仅增强了有机半导体材料的共轭效应，修饰了有机半导体材料的晶界，提高了晶体间电荷转移速率，降低有机半导体材料的电阻，提高了z轴导电能力，同时该具有多苯环结构的有机物的共轭效应使得有机半导体材料的HOMO和LUMO能级向下移，从而降低了空穴注入势垒，提高空穴迁移率；而极性官能团有利于溶剂正交，提高复合材料的成膜稳定性。因此，将该复合材料用于量子点发光二极管的空穴传输层，可以利用该具有多苯环结构的有机物对有机半导体材料的修饰有效解决量子点表面与有机半导体材料空穴注入势垒过大、空穴迁移率低，量子点发光层和空穴传输层的界面易发生电荷积累和器件电荷不平衡的问题，从而可以提升器件的寿命与效率。
本发明另一方面提供一种复合材料的制备方法，包括如下步骤：
提供有机半导体材料和具有多苯环结构的有机物，其中，所述有机物的多苯环结构上连接有极性官能团；
将所述有机半导体材料和有机物溶于非极性溶剂中，得到混合溶液；
将所述混合溶液进行固液分离，得到所述复合材料。
本发明提供的复合材料的制备方法，将有机半导体材料和具有多苯环结构的有机物溶于非极性溶剂中后进行固液分离得到。该制备方法得到的复合材料中掺杂有具有多苯环结构的有机物，通过在有机半导体材料中掺杂具有多苯环结构的有机物，达到增强有机半导体分子的共轭共振目的，从而可以提升复合材料的电学性能，降低空穴注入势垒，提高空穴迁移率，用于量子点发光二极管可以提升器件的效率和寿命。
本发明的另一个目的在于提供一种量子点发光二极管，旨在解决量子点发光二极管的空穴传输性能不理想的技术问题。为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明提供一种量子点发光二极管，包括阳极、阴极以及位于所述阳极和所述阴极之间的量子点发光层，所述阳极与所述量子点发光层之间设置有空穴传输层，所述空穴传输层由本发明所述的复合材料或本发明所述的复合材料的制备方法得到的复合材料组成。
本发明提供的量子点发光二极管中的空穴传输层由本发明特有的复合材料或本发明所述的制备方法制得的特有的复合材料组成，该复合材料通过界面间的共轭效应提升量子点发光层和空穴传输层的界面的空穴注入速率，降低空穴注入量子点发光层的势垒，增强空穴注入，减少量子点发光层和空穴传输层的界面的电荷积累，提高QLED器件的效率和寿命。
附图说明
图1为本发明实施例的复合材料的制备方法流程图；
图2为本发明实施例的量子点发光二极管的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。
一方面，本发明实施例提供了一种复合材料，所述复合材料包括有机半导体材料和分散在有机半导体材料中的具有多苯环结构的有机物，所述有机物的多苯环结构上连接有极性官能团。
本发明实施例提供的复合材料包括有机半导体材料和分散在有机半导体材料中的具有多苯环结构的有机物，该具有多苯环结构的有机物不仅增强了有机半导体材料的共轭效应，修饰了有机半导体材料的晶界，提高了晶体间电荷转移速率，降低了有机半导体材料电阻，提高了z轴导电能力，同时该具有多苯环结构的有机物的共轭效应使得有机半导体材料的HOMO和LUMO能级向下移，从而降低了空穴注入势垒，提高空穴迁移率。因此，将该复合材料用于量子点发光二极管的空穴传输层，可以利用该具有多苯环结构的有机物对有机半导体材料的修饰有效解决量子点表面与有机半导体材料空穴注入势垒过大、空穴迁移率低，量子点发光层和空穴传输层的界面易发生电荷积累和器件电荷不平衡的问题，从而可以提升器件的寿命与效率。
在一个实施例中，有机半导体材料中掺杂的有机物为具有共轭效应的小分子，所述有机物中的多苯环结构选自稠环结构和联苯结构中的一种或多种；无论是稠环结构或联苯结构，其目的都是为了使得该类有机物小分子具有共轭效应，一般苯环数量越多，相对共轭效应越强；具体地，所述有机物中的稠环结构为具有2-6个苯环的稠环结构；所述有机物中的联苯结构为具有2-6个苯环的联苯结构。所述有机物中的极性官能团为具有极性的官能团，选自羧基、氨基、羟基和巯基中的一种或多种。所述极性官能团可以位于多苯环结构上的任意位置，具体地，极性官能团可以位于稠环和联苯上的任意位置，一个多苯环结构上的极性官能团可以是1个或多个。该极性官能团有利于提高复合材料的成膜稳定性，复合材料成膜后得到空穴传输层，该具有多苯环结构的有机物在增强空穴传输层的共轭效应的同时，极性官能团有助于后续量子点发光层的沉积，有利于溶剂正交，从而在空穴传输层上旋涂量子点发光层时不被破坏。
在具体实施例中，具有3个苯环的稠环结构的有机物如下所示：
R代表极性官能团，具体地，R极性官能团包括羧基、氨基、羟基、巯基等中的一种或多种。
在具体实施例中，具有联苯结构的有机物如下所示：
R1可以为极性官能团如羧基、氨基、羟基、巯基等中的一种或多种，R1还可以是多个苯环，即上述结构为具有至少两个苯环的联苯结构有机物。
在一个实施例中，所述有机物与所述有机半导体材料的质量比为(0.1～1)：30。在该质量比范围内掺杂的有机物，可以更好地提升复合材料的空穴传输性能。
在一个实施例中，所述有机半导体材料为有机空穴传输材料，具体地，该有机空穴传输材料选自聚(9,9-二辛基-芴-共-N-(4-丁基苯基)-二苯基胺)(TFB)、多芳基胺、聚(N-乙烯基咔唑)、聚苯胺、聚吡咯、N,N,N',N'-四(4-甲氧基苯基)-联苯胺(TPD)、4-双[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]联苯(α-NPD)、4,4',4”-三[苯基(间-甲苯基)氨基]三苯基胺(m-MTDATA)、4,4',4”-三(N-咔唑基)-三苯基胺(TCTA)和1,1-双[(二-4-甲苯基氨基)苯基环己烷(TAPC)中的一种或多种。在一个优选实施例中，有机半导体材料为TFB，上述具有多苯环结构的有机物对TFB的空穴传输性能的提升效果最佳。
在一个实施例中，所述复合材料由上述有机半导体材料和具有多苯环结构的有机物组成。
另一方面，本发明实施例还提供了一种复合材料的制备方法，如图1所示，该制备方法包括如下步骤：
S01：提供有机半导体材料和具有多苯环结构的有机物，其中，所述有机物的多苯环结构上连接有极性官能团；
S02：将所述有机半导体材料和有机物溶于非极性溶剂中，得到混合溶液；
S03：将所述混合溶液进行固液分离，得到所述复合材料。
本发明实施例提供的复合材料的制备方法，将有机半导体材料和具有多苯环结构的有机物溶于极性溶剂中后进行固液分离得到。该制备方法得到的复合材料中掺杂有具有多苯环结构的有机物，通过在有机半导体材料中掺杂具有多苯环结构的有机物，达到增强有机半导体分子的共轭共振目的，从而可以提升复合材料的电学性能，降低空穴注入势垒，提高空穴迁移率，用于量子点发光二极管可以提升器件的效率和寿命。
在一个实施例中，本发明实施例的复合材料由上述制备方法制备得到。
上述步骤S01中，具有多苯环结构的有机物的具体选择见上文详细描述。所述有机半导体材料为有机空穴传输材料，具体的有机空穴传输材料选自聚(9,9-二辛基-芴-共-N-(4-丁基苯基)-二苯基胺)、多芳基胺、聚(N-乙烯基咔唑)、聚苯胺、聚吡咯、N,N,N',N'-四(4-甲氧基苯基)-联苯胺、4-双[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]联苯、4,4',4”-三[苯基(间-甲苯基)氨基]三苯基胺、4,4',4”-三(N-咔唑基)-三苯基胺和1,1-双[(二-4-甲苯基氨基)苯基环己烷中的一种或多种。
上述步骤S02中，有机半导体材料、具有多苯环结构的有机物溶解在非极性溶剂中，得到混合溶液。为了更好地溶解，在60～120℃的条件下将所述有机半导体材料和有机物溶于非极性溶剂中，得到澄清溶液，加热时间可以为30min～4h。其中，所述非极性溶剂包括氯仿、氯苯、正己烷、正辛烷、正庚烷、甲苯中的一种或多种。
在一实施例中，上述加入的所述具有多苯环结构的有机物与所述有机半导体材料的质量比为(0.1～1)：30；在该质量比范围内可以更好地提升复合材料的空穴传输性能。
上述骤S03中，所述固液分离的步骤包括退火结晶处理，例如所述固液分离包括在温度为140～160℃的条件下退火结晶，进一步退火时间为10min～5h。在一具体实施例中，为了得到该复合材料薄膜，将混合溶液沉积在基板上进行退火结晶处理，从而得到复合材料膜层，可以作空穴传输膜层。
退火后得到的复合材料膜层可以提高复合材料的成膜结晶性，从而提高空穴传输。有机半导体材料在成膜结晶过程中形成层状晶，通过在有机半导体材料中加入具有多苯环结构的有机物，混合溶液在成膜结晶过程中形成的层状晶体膜，而该具有多苯环结构的有机物由于具有的共轭效应能够有效增强空穴传输层的层状晶间的共轭共振效应，提升了成膜质量。因此，本发明实施例的制备方法在混合溶液中溶解具有多苯环结构的有机物形成掺杂，对有机半导体材料进行改性修饰，使得有机半导体材料的能级、电阻或者空穴迁移率发生变化，提高空穴在界面的传导和复合能力，提高载流子在界面间的传输效率，平衡器件的空穴和电子注入速率，提高器件的亮度和寿命。
本发明实施例还提供一种上述复合材料或上述复合材料的制备方法得到的复合材料作为空穴传输材料的应用。因本发明实施例提供的上述复合材料，可以降低空穴注入势垒，提高空穴迁移，减少量子点发光层和空穴传输层的界面的电荷积累，提高QLED器件的效率和寿命。因此该复合材料可以用作空穴传输材料，具体用于量子点发光二极管的空穴传输层。
最后，本发明实施例还一种量子点发光二极管，包括阳极、阴极以及位于所述阳极和所述阴极之间的量子点发光层，所述阳极与所述量子点发光层之间设置有空穴传输层，所述空穴传输层由本发明所述的复合材料或本发明所述的复合材料的制备方法得到的复合材料组成。
本发明实施例提供的量子点发光二极管中的空穴传输层由本发明特有的复合材料或本发明所述的制备方法制得的特有的复合材料组成，该复合材料通过界面间的共轭效应提升量子点发光层和空穴传输层的界面的空穴注入速率，降低空穴注入量子点发光层的势垒，增强空穴注入，减少量子点发光层和空穴传输层的界面的电荷积累，提高QLED器件的效率和寿命。
在一实施例中，上述器件中，空穴传输层与阳极之间还设置有空穴注入层。在另一实施例中，量子点发光层与阴极之间设置有电子功能层，如电子传输层，或层叠的电子注入层和电子传输层，其中电子注入层与阴极相邻。
本发明实施例提供的量子点发光二极管包括正置结构和倒置结构。
在一种实施方式中，正置结构量子点发光二极管包括相对设置的阳极和阴极的层叠结构，设置在所述阳极和所述阴极之间的量子点发光层，设置在所述阳极和所述量子点发光层之间的空穴传输层，且所述阳极设置在衬底上。进一步的，所述阳极和所述量子点发光层之间还可以设置空穴注入层、电子阻挡层等空穴功能层；在所述阴极和所述量子点发光层之间还可以设置电子传输层、电子注入层和空穴阻挡层等电子功能层。在一些正置结构器件的实施例中，所述量子点发光二极管包括衬底，设置在所述衬底表面的阳极，设置在阳极表面的所述空穴注入层，设置在所述空穴注入层表面的空穴传输层，设置在所述空穴传输层表面的量子点发光层，设置在量子点发光层表面的电子传输层和设置在电子传输层表面的阴极。
在一种实施方式中，倒置结构量子点发光二极管包括相对设置的阳极和阴极的叠层结构，设置在所述阳极和所述阴极之间的量子点发光层，设置在所述阳极和所述量子点发光层之间的空穴传输层，且所述阴极设置在衬底上。进一步的，所述阳极和所述量子点发光层之间还可以设置空穴注入层、电子阻挡层等空穴功能层；在所述阴极和所述量子点发光层之间还可以设置电子传输层、电子注入层和空穴阻挡层等电子功能层。在一些倒置结构器件的实施例中，所述量子点发光二极管包括衬底，设置在所述衬底表面的阴极，设置在阴极表面的所述电子传输层，设置在所述电子传输层表面的量子点发光层，设置在所述量子点发光层表面的空穴传输层，设置在空穴传输层表面的空穴注入层和设置在空穴注入层表面的阳极。
相应地，一种量子点发光二极管的制备方法，该量子点发光二极管的制备方法包括如下步骤：
E01：提供基板；
E02：将本发明实施例所述的复合材料或者制备方法得到的复合材料沉积在所述基板上，得到空穴传输层。
具体地，一种QLED器件制备包括如下步骤：
(1)提供一衬底基板，基板上形成阳极；
(2)在阳极上形成空穴注入层；
(3)在空穴注入层上形成空穴传输层，由本发明实施例上述复合材料组成。
(4)在所述空穴传输层上形成量子点发光层；
(5)在量子点发光二极管层上沉淀电子传输层；
(6)在电子传输层上形成阴极。
衬底包括钢性、柔性衬底，具体包括玻璃、硅晶片、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚醚砜、或其组合。
阳极包括金属或其合金例如镍、铂、钒、铬、铜、锌、或金；导电金属氧化物例如氧化锌、氧化铟、氧化锡、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、或氟掺杂的氧化锡；或者金属和氧化物的组合例如ZnO和Al或者SnO2和Sb，但是不限于此，可以为以上任意两种或两种以上组合。
空穴注入层包括导电化合物，包括聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯、聚(对亚苯基)、聚芴、聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)、聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)聚磺苯乙烯(PEDOT：PSS)、其衍生物、MoO3、WoO3、NiO、HATCN、CuO、V2O5、CuS、或其组合。
空穴传输层可以是上述步骤制备形成的复合材料膜层。
量子点发光层的量子点为II-VI族的CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、HgTe、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe、HgZnSTe；或III-V族的GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、InN、InP、InAs、InSb、GaNP、GaNAs、GaNSb、GaPAs、GaPSb、AlNP、AlNAs、AlNSb、AlPAs、AlPSb、InNP、InNAs、InNSb、InPAs、InPSb、GaAlNP、GaAlNAs、GaAlNSb、GaAlPAs、GaAlPSb、GaInNP、GaInNAs、GaInNSb、GaInPAs、GaInPSb、InAlNP、InAlNAs、InAlNSb、InAlPAs、InAlPSb；或IV-VI族的SnS、SnSe、SnTe、PbS、PbSe、PbTe、SnSeS、SnSeTe、SnSTe、PbSeS、PbSeTe、PbSTe、SnPbS、SnPbSe、SnPbTe、SnPbSSe、SnPbSeTe、SnPbSTe；或者以上任意一种或多种的组合。
电子传输层为ZnO、TiO2、Alq3、SnO2、ZrO、AlZnO、ZnSnO、BCP、TAZ、PBD、TPBI、Bphen、CsCO3中的一种或多种。
阴极包括金属或其合金例如镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆、铝、银、锡、铅、铯、或钡；多层结构材料包括碱金属卤化物、碱土金属卤化物、碱金属氧化物、或其组合的第一层、和金属层的结构，其中所述金属层包括碱土金属、13族金属、或其组合。例如LiF/Al、LiO2/Al、LiF/Ca、Liq/Al、和BaF2/Ca，但是不限于此。
所述底电极的厚度为20～200nm；所述空穴注入层的厚度为20～200nm；空穴传输层的厚度为30～180nm；所述量子点混合发光层的总厚度为30～180nm。所述电子传输层的厚度为10～180nm；所述顶电极的厚度为40～190nm。
本发明先后进行过多次试验，现举一部分试验结果作为参考对发明进行进一步详细描述，下面结合具体实施例进行详细说明。
实施例1
本实施例提供一种QLED器件，其结构如图2所示，该QLED器件从下而上依次包括衬底1、阳极2、空穴注入层3、空穴传输层4、量子点发光层5、电子传输层6、阴极7。其中，衬底1的材料为玻璃片，阳极2的材料为ITO基板，空穴注入层3的材料为PEDOT：PSS，空穴传输层4的材料为三联苯-4-羧酸掺杂TFB的复合材料，量子点发光层5的材料为CdZnSe/ZnSe量子点，电子传输层6的材料为ZnO，阴极7的材料为Al。
该器件的制备方法包括如下步骤：
1.室温，向采用氯仿溶解的TFB材料溶液中加入一定量三联苯-4-羧酸。所掺杂三联苯-4-羧酸与TFB材料的质量之比为1:30，加热溶解后得到澄清溶液1。将所制备澄清溶液1沉积于空穴注入层(PEDOT：PSS)上，沉积条件为3000r/min旋涂30s，再于150℃下加热30min完成结晶，得到空穴传输层。
2.将CdZnSe/ZnSe量子点沉积于空穴传输层上，在一定转数3000r/min旋涂30s，得到量子点发光层。
3.沉积ETL层，即ZnO层，3000r/min旋涂30s后于80℃加热30min。
4.然后蒸镀Al电极，采用电子胶封装得到QLED器件。
实施例2
本实施例提供一种QLED器件，其结构如图2所示，该QLED器件从下而上依次包括衬底1、阳极2、空穴注入层3、空穴传输层4、量子点发光层5、电子传输层6、阴极7。其中，衬底1的材料为玻璃片，阳极2的材料为ITO基板，空穴注入层3的材料为PEDOT：PSS，空穴传输层4的材料为4-(1,2,2-三苯基乙烯基)苯甲酸掺杂TFB的复合材料，量子点发光层5的材料为CdZnSe/ZnSe/ZnS量子点，电子传输层6的材料为ZnO，阴极7的材料为Al。
该器件的制备方法包括如下步骤：
1.室温，向采用氯仿溶解的TFB材料溶液中加入一定量4-(1,2,2-三苯基乙烯基)苯甲酸。所掺杂4-(1,2,2-三苯基乙烯基)苯甲酸与TFB材料的质量之比为1:30，加热溶解后得到澄清溶液1。将所制备澄清溶液1沉积于空穴注入层(PEDOT：PSS)上，沉积条件为3000r/min旋涂30s，再于160℃下加热60min完成结晶，得到空穴传输层。
2.将CdZnSe/ZnSe/ZnS量子点沉积于共轭掺杂TFB层上，在一定转数2000r/min旋涂30s，得到量子点发光层。
3.沉积ETL层，即ZnO层，3000r/min旋涂30s后于80℃加热30min。
4.然后蒸镀Al电极，采用电子胶封装得到QLED器件。
实施例3
本实施例提供一种QLED器件，其结构如图2所示，该QLED器件从下而上依次包括衬底1、阳极2、空穴注入层3、空穴传输层4、量子点发光层5、电子传输层6、阴极7。其中，衬底1的材料为玻璃片，阳极2的材料为ITO基板，空穴注入层3的材料为PEDOT：PSS，空穴传输层4的材料为2-蒽甲酸掺杂TFB的复合材料，量子点发光层5的材料为CdZnSe/ZnSe/CdZnS量子点，电子传输层6的材料为ZnO，阴极7的材料为Al。
该器件的制备方法包括如下步骤：
1.室温，向采用氯苯溶解的TFB材料溶液中加入一定量2-蒽甲酸。所掺杂2-蒽甲酸与TFB材料的质量之比为1:10，加热溶解后得到澄清溶液1。将所制备澄清溶液1沉积于空穴注入层(PEDOT：PSS)上，沉积条件为3000r/min旋涂30s，再于140℃下加热40min完成结晶，得到空穴传输层。
2.将CdZnSe/ZnSe/CdZnS量子点沉积于空穴传输层上，在一定转数4000r/min旋涂30s，得到量子点发光层。
3.沉积ETL层，即ZnO层，3000r/min旋涂30s后于80℃加热30min。
4.然后蒸镀Al电极，采用电子胶封装得到QLED器件。
实施例4
本实施例提供一种QLED器件，其结构如图2所示，该QLED器件从下而上依次包括衬底1、阳极2、空穴注入层3、空穴传输层4、量子点发光层5、电子传输层6、阴极7。其中，衬底1的材料为玻璃片，阳极2的材料为ITO基板，空穴注入层3的材料为PEDOT：PSS，空穴传输层4的材料为1-蒽羧酸掺杂TFB的复合材料，量子点发光层5的材料为CdZnSeS/ZnS量子点，电子传输层6的材料为ZnO，阴极7的材料为Al。
该器件的制备方法包括如下步骤：
1.室温，向采用氯苯溶解的TFB材料溶液中加入一定量1-蒽羧酸。所掺杂1-蒽羧酸与TFB材料的质量之比为1:30，加热溶解后得到澄清溶液1。将所制备澄清溶液1沉积于空穴注入层(PEDOT：PSS)上，沉积条件为3000r/min旋涂30s，再于140℃下加热30min完成结晶，得到空穴传输层。
2.将CdZnSeS/ZnS量子点沉积于空穴传输层上，在一定转数4000r/min旋涂30s。
3.沉积ETL层，即ZnO层，3000r/min旋涂30s后于80℃加热30min。
4.然后蒸镀Al电极，采用电子胶封装得到QLED器件。
实施例5
本实施例提供一种QLED器件，其结构如图2所示，该QLED器件从下而上依次包括衬底1、阳极2、空穴注入层3、空穴传输层4、量子点发光层5、电子传输层6、阴极7。其中，衬底1的材料为玻璃片，阳极2的材料为ITO基板，空穴注入层3的材料为PEDOT：PSS，空穴传输层4的材料为三联苯-4-羧酸掺杂4,4',4”-三(N-咔唑基)-三苯基胺的复合材料，量子点发光层5的材料为CdZnSe/ZnSe量子点，电子传输层6的材料为ZnO，阴极7的材料为Al。
该器件的制备方法包括如下步骤：
1.室温，向采用氯仿溶解的4,4',4”-三(N-咔唑基)-三苯基胺材料溶液中加入一定量三联苯-4-羧酸。所掺杂三联苯-4-羧酸与4,4',4”-三(N-咔唑基)-三苯基胺材料的质量之比为1:30，加热溶解后得到澄清溶液1。将所制备澄清溶液1沉积于空穴注入层(PEDOT：PSS)上，沉积条件为3000r/min旋涂30s，再于150℃下加热30min完成结晶，得到空穴传输层。
2.将CdZnSe/ZnSe量子点沉积于空穴传输层上，在一定转数3000r/min旋涂30s，得到量子点发光层。
3.沉积ETL层，即ZnO层，3000r/min旋涂30s后于80℃加热30min。
4.然后蒸镀Al电极，采用电子胶封装得到QLED器件。
实施例6
本实施例提供一种QLED器件，其结构如图2所示，该QLED器件从下而上依次包括衬底1、阳极2、空穴注入层3、空穴传输层4、量子点发光层5、电子传输层6、阴极7。其中，衬底1的材料为玻璃片，阳极2的材料为ITO基板，空穴注入层3的材料为PEDOT：PSS，空穴传输层4的材料为三联苯-4-羧酸掺杂4,4',4”-三(N-咔唑基)-三苯基胺的复合材料，量子点发光层5的材料为CdZnSe/ZnSe量子点，电子传输层6的材料为ZnO，阴极7的材料为Al。
该器件的制备方法包括如下步骤：
1.室温，向采用氯仿溶解的4,4',4”-三(N-咔唑基)-三苯基胺材料溶液中加入一定量三联苯-4-羧酸。所掺杂三联苯-4-羧酸与4,4',4”-三(N-咔唑基)-三苯基胺材料的质量之比为1:30，加热溶解后得到澄清溶液1。将所制备澄清溶液1沉积于空穴注入层(PEDOT：PSS)上，沉积条件为3000r/min旋涂30s，再于150℃下加热30min完成结晶，得到空穴传输层。
2.将CdZnSe/ZnSe量子点沉积于空穴传输层上，在一定转数3000r/min旋涂30s，得到量子点发光层。
3.沉积ETL层，即ZnO层，3000r/min旋涂30s后于80℃加热30min。
4.然后蒸镀Al电极，采用电子胶封装得到QLED器件。
对比例1
该对比例除了空穴传输层的材料为无掺杂的TFB材料外，其他制备方式均与实施例1相同。
对比例2
该对比例除了空穴传输层的材料为无掺杂的TFB材料外，其他制备方式均与实施例2相同。
对比例3
该对比例除了空穴传输层的材料为无掺杂的TFB材料外，其他制备方式均与实施例3相同。
对比例4
该对比例除了空穴传输层的材料为无掺杂的TFB材料外，其他制备方式均与实施例4相同。
对比例5
该对比例除了空穴传输层的材料为无掺杂的4,4',4”-三(N-咔唑基)-三苯基胺材料外，其他制备方式均与实施例5相同。
对比例6
该对比例除了空穴传输层的材料为无掺杂的4,4',4”-三(N-咔唑基)-三苯基胺材料外，其他制备方式均与实施例6相同。
性能测试
以上对比例1～6与实施例1～6中制备的量子点发光二极管进行性能测试，测试方法如下：
(1)外量子点效率：
注入到量子点中的电子-空穴对数转化为出射的光子数的比值，单位是％，是衡量电致发光器件优劣的一个重要参数，采用EQE光学测试仪器测定即可得到。具体计算公式如下：
式中ηe为光输出耦合效率，ηr为复合的载流子数与注入载流子数的比值，χ为产生光子的激子数与总激子数的比值，KR为辐射过程速率，KNR为非辐射过程速率。
测试条件：在室温下进行，空气湿度为30～60％。
(2)QLED器件寿命：
器件在恒定电流或电压驱动下，亮度减少至最高亮度的一定比例时所需的时间，亮度下降至最高亮度的95％的时间定义为T95，该寿命为实测寿命。为缩短测试周期，器件寿命测试通常是参考QLED器件测试在高亮度下通过加速器件老化进行，并通过延伸型指数衰减亮度衰减拟合公式拟合得到高亮度下的寿命，比如：1000nit下的寿命计为T951000nit。具体计算公式如下：
式中T95L为低亮度下的寿命，T95H为高亮度下的实测寿命，LH为器件加速至最高亮度，LL为1000nit，A为加速因子，对QLED而言，该取值通常为1.6～2，本实验通过测得若干组绿色QLED器件在额定亮度下的寿命得出A值为1.7。
采用寿命测试系统对相应器件进行寿命测试，测试条件：在室温下进行，空气湿度为30～60％。
(3)空穴迁移率：单位电场作用下载流子获得的平均速率，反应了载流子在电场作用下的运输能力，单位为cm2/(V·s)。通过制备相应的纯空穴型器件，然后采用空间电荷受限的电流法(SCLC)测定即可得到。纯空穴型器件结构如下：阳极/待测定空穴传输层/阴极。具体计算公式如下：
式中，d为待定空穴传输层材料厚度，单位为nm，F为施加电场，单位为V/m，L为整个器件的厚度，单位为nm。
测试条件：在室温下进行，空气湿度为30～60％。
测试结果如表1所示：
表1
从上表1可见，本发明实施例的空穴传输层薄膜，空穴迁移率明显高于各自对应的对比例中空穴传输层薄膜。而且本发明实施例提供的量子点发光二极管的外量子效率和寿命明显高于各自对应的对比例中的量子点发光二极管，说明本发明实施例的量子点发光二极管具有更好的发光效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1. 一种复合材料，其特征在于，所述复合材料包括有机半导体材料和分散在所述有机半导体材料中的具有多苯环结构的有机物，所述有机物的多苯环结构上连接有极性官能团；所述有机物选自4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯甲酸以及如下结构的化合物中的至少一种：
、/>
其中，R选自羧基、氨基、羟基、巯基中的一种或多种，R1选自多个苯环或选自羧基、氨基、羟基、巯基中的一种或多种。
2.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述有机物与所述有机半导体材料的质量比为0.1~1：30。
3.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述有机半导体材料选自聚(9,9-二辛基-芴-共-N-(4-丁基苯基)-二苯基胺)、多芳基胺、聚(N-乙烯基咔唑)、聚苯胺、聚吡咯、N,N,N',N'-四(4-甲氧基苯基)-联苯胺、4-双[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]联苯、4,4',4”-三[苯基(间-甲苯基)氨基]三苯基胺、4,4',4”-三(N-咔唑基)-三苯基胺和1,1-双[(二-4-甲苯基氨基)苯基环己烷中的一种或多种。
4.如权利要求1-3任一项所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料由有机半导体材料和所述具有多苯环结构的有机物组成。
5.一种复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供有机半导体材料和具有多苯环结构的有机物，其中，所述有机物的多苯环结构上连接有极性官能团；所述有机物选自4-（1,2,2-三苯基乙烯基）苯甲酸以及如下结构的化合物中的至少一种：
、/>
其中，R选自羧基、氨基、羟基、巯基中的一种或多种，R1选自多个苯环或选自羧基、氨基、羟基、巯基等中的一种或多种；
将所述有机半导体材料和有机物溶于非极性溶剂中，得到混合溶液；
将所述混合溶液进行固液分离，得到所述复合材料。
6.如权利要求5所述的复合材料的制备方法，其特征在于，所述有机物与所述有机半导体材料的质量比为0.1~1：30；和/或，
在60~120℃的条件下将所述有机半导体材料和有机物溶于非极性溶剂中；和/或，
所述固液分离包括在温度为140 ~160℃的条件下进行退火结晶。
7.如权利要求5-6任一项所述的复合材料的制备方法，其特征在于，所述有机半导体材料选自聚(9,9-二辛基-芴-共-N-(4-丁基苯基)-二苯基胺)、多芳基胺、聚(N-乙烯基咔唑)、聚苯胺、聚吡咯、N,N,N',N'-四(4-甲氧基苯基)-联苯胺、4-双[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]联苯、4,4',4”-三[苯基(间-甲苯基)氨基]三苯基胺、4,4',4”-三(N-咔唑基)-三苯基胺和1,1-双[(二-4-甲苯基氨基)苯基环己烷中的一种或多种。
8.一种量子点发光二极管，包括阳极、阴极以及位于所述阳极和所述阴极之间的量子点发光层，所述阳极和所述量子点发光层之间设置有空穴传输层，其特征在于，所述空穴传输层由权利要求1-4任一项所述的复合材料或权利要求5-7任一项所述的制备方法得到的复合材料组成。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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