复合材料及其制备方法及量子点发光二极管与流程

本技术涉及半导体材料领域，尤其涉及一种复合材料及其制备方法及量子点发光二极管。

背景技术：

1、半导体量子点也称为半导体纳米晶，由于其独特的光学特性，在量子点发光器件、显示器和其他光电器件中具有很大的应用前景。尤其溶液法制备因制备方法合成稳定性好，合成质量高、合成方法简易、成本低等优点，使其在电子和光电器件等领域的应用引起越来越广泛的关注。

2、半导体量子点一般使用无机盐或者有机金属化合物等作为反应前驱体，以有机溶剂作为反应媒介制备得到，有机配体分子往往动态地吸附在纳米晶表面。典型的有机配体包括长链的羧酸和膦酸(比如油酸和十八烷基膦酸)，硫醇(十二硫醇)、烷基膦、烷基膦氧化物(三辛基膦top和三辛基氧化膦topo)，烷基胺(十六胺)等。表面的配体不仅在纳米晶的合成中起着重要的作用，它们控制着纳米晶颗粒的过程中也起着很重要的作用。

3、这些配体结构提供了很好的化学适应性和化学稳定性，但是也有一些问题。最关键的问题大部分有机配体的分子体积比或者分子链比较长，因而其在纳米晶颗粒之间充当绝缘层的作用，阻碍了电荷的传输，导致制备的器件性能很差。若不加入配体，溶液法制备出的表面存在高密度缺陷和溶解性不佳问题，缺陷能诱导激子复合，造成俄歇复合，效率大大折扣。

4、因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

1、鉴于此，本技术提供一种复合材料及其制备方法及量子点发光二极管，旨在提供一种具有优异导电性能的复合材料。

2、本技术实施例是这样实现的：

3、第一方面，本技术提供一种复合材料，包括量子点和结合在所述量子点表面的配体，所述配体为蒽类化合物，所述蒽类化合物包括蒽醌、蒽酚、蒽酮、蒽醌衍生物、蒽酚衍生物及蒽酮衍生物中的至少一种。

4、可选的，在本技术的一些实施例中，所述蒽类化合物包括具有式(1)至(3)任一所示结构的化合物中的至少一种：

5、

6、其中，y选自cr26r27或nr28；r1～r28分别独立选自氢、氘、烷基、芳基、酮基、氰基、羟基、硝基、氨基和卤素基团中的一种或多种基团的组合，或者，r1～r28分别独立选自上述基团中的一种或多种基团的组合且r1～r28中相邻两个取代基键接形成环。

7、可选的，在本技术的一些实施例中，羧基、氨基、卤素基团或者卤代烷基设定为活性基团；

8、r1～r8中的至少一个选自所述活性基团；和/或，

9、y选自cr26r27，r9～r16及r26～r27的至少一个选自所述活性基团，或者，y选自nr28，r9～r16及r28的至少一个选自所述活性基团；和/或，

10、r17～r25中的至少一个选自所述活性基团。

11、可选的，在本技术的一些实施例中，y选自cr26r27，r11～r14及r26～r27的至少一个选自所述活性基团，或者，y选自nr28，r11～r14及r28的至少一个选自所述活性基团；和/或，

12、r19～r22及r25中的至少一个包含所述活性基团。

13、可选的，在本技术的一些实施例中，r1～r8中的至少一个选自氢或氘；和/或，

14、r9～r16的至少一个选自氢或氘；和/或，

15、r17～r25中的至少一个选自氢或氘。

16、可选的，在本技术的一些实施例中，所述烷基的碳原子数小于等于20；和/或，

17、所述芳基的环原子数小于等于60。

18、可选的，在本技术的一些实施例中，所述蒽类化合物包括具有如下结构式(4)至(30)任一所示结构的化合物中的至少一种，

19、

20、

21、其中，n为小于等于20的正整数，x为cl、br或i；n1、n2分别独立选自0、1、2、3或4，且n1和n2的总和大于等于1。

22、可选的，在本技术的一些实施例中，所述复合材料中，所述量子点和所述配体的摩尔比为1：(1～10)；和/或，

23、所述量子点选自单一结构量子点及核壳结构量子点中的至少一种，所述单一结构量子点选自ii-vi族化合物、iv-vi族化合物、iii-v族化合物和i-iii-vi族化合物中的至少一种，所述ii-vi族化合物选自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及hgznste中的至少一种，所述iv-vi族化合物选自sns、snse、snte、pbs、pbse、pbte、snses、snsete、snste、pbses、pbsete、pbste、snpbs、snpbse、snpbte、snpbsse、snpbsete、snpbste中的至少一种，所述iii-v族化合物选自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及inalpsb中的至少一种，所述i-iii-vi族化合物选自cuins2、cuinse2及agins2中的至少一种；所述核壳结构的量子点的核选自上述单一结构量子点中的任意一种，所述核壳结构的量子点的壳层材料选自cds、cdte、cdsete、cdznse、cdzns、cdses、znse、znses和zns中的至少一种。

24、第二方面，本技术提出一种复合材料的制备方法，包括以下步骤：

25、提供核阳离子前体、配体、核阴离子前体以及有机溶剂；

26、将所述核阳离子前体、配体以及有机溶剂混合，然后加入所述核阴离子前体，反应得到含有量子点核和所述配体的第一溶液；

27、向所述第一溶液中注入壳层阳离子源和壳层阴离子源，在所述量子点核的表面形成第1壳层，重复该步骤n次，其中，n为大于等于0的整数，依次得到第2壳层至第n+1壳层，所述配体连接在所述第n+1壳层的表面，得到复合材料；

28、其中，所述配体为蒽类化合物，所述蒽类化合物包括蒽醌、蒽酚、蒽酮、蒽醌衍生物、蒽酚衍生物及蒽酮衍生物中的至少一种。

29、可选的，在本技术的一些实施例中，所述蒽类化合物包括具有式(1)至(3)任一所示结构的化合物中的至少一种：

30、

31、其中，y选自cr26r27或nr28；r1～r28分别独立选自氢、氘、烷基、芳基、酮基、氰基、羟基、硝基、氨基和卤素基团中的一种或多种基团的组合，或者，r1～r28分别独立选自上述基团中的一种或多种基团的组合且r1～r28中相邻两个取代基键接形成环。

32、可选的，在本技术的一些实施例中，所述蒽类化合物包括具有如下结构式(4)至(30)任一所示结构的化合物中的至少一种，

33、

34、

35、

36、其中，n为小于等于20的正整数，x为cl、br或i；n1、n2分别独立选自0、1、2、3或4，且n1和n2的总和大于等于1。

37、可选的，在本技术的一些实施例中，所述配体包括具有结构式(5)所示结构的化合物；

38、提供核阳离子前体、配体、核阴离子前体以及有机溶剂的步骤之前，还包括：

39、提供第一化合物、喹吖啶酮、氢化钠、四丁基溴化铵和四氢呋喃，所述第一化合物的结构式为x(ch2)nx，x为所述cl、br或i；

40、将所述喹吖啶酮、氢化钠、四丁基溴化铵和四氢呋喃混合，在80～100℃下加热回流，然后加入所述第一化合物，在50～70℃下加热回流，得到具有结构式(5)所示结构的化合物。

41、可选的，在本技术的一些实施例中，所述喹吖啶酮、第一化合物、氢化钠、四丁基溴化铵的摩尔比为1:(1～5):(5～8):(1～3)；和/或，

42、所述在80～100℃下加热回流的时间为1～2h；和/或，

43、所述在50～70℃下加热回流的时间为12～24h。

44、可选的，在本技术的一些实施例中，所述配体包括具有结构式(25)所示结构的化合物；

45、提供核阳离子前体、配体、核阴离子前体以及有机溶剂的步骤之前，还包括：

46、提供第二化合物、冰醋酸和三氧化铬，所述第二化合物具有如下式(31)所示结构，且所述第二化合物中-ch3的取代位点与所述具有结构式(25)所示结构的化合物中-cooh的取代位点相同；

47、将所述第二化合物、冰醋酸和三氧化铬混合，在55～70℃下加热回流，反应得到具有结构式(25)所示结构的化合物；

48、式(31)：

49、可选的，在本技术的一些实施例中，所述核阳离子前体包括镉源、锌源、铟源、铜源、银源中的至少一种；和/或，

50、所述核阴离子前体包括硒源、硫源、碲源、磷源中的至少一种；和/或，

51、所述有机溶剂包括碳原子数为10～22的有机化合物，所述有机化合物选自烷烃、烯烃、卤代烃、芳香烃、醚类、胺类、酮类、酯类中的至少一种；和/或，

52、所述壳层阳离子源包括镉源和锌源中的至少一种；和/或，

53、所述壳层阴离子源包括硒源、硫源、碲源、磷源中的至少一种；和/或，

54、所述将所述核阳离子前体、配体以及有机溶剂混合，然后加入所述核阴离子前体，反应得到含有量子点核和所述配体的第一溶液的步骤中，反应温度为180℃～320℃；和/或，

55、所述向所述第一溶液中注入壳层阳离子源和壳层阴离子源，在所述量子点核的表面形成第1壳层，重复该步骤n次，其中，n为大于等于0的整数，依次得到第2壳层至第n+1壳层，所述配体连接在所述第n+1壳层的表面，得到复合材料的步骤在240～320℃下进行。

56、第三方面，本技术还提出一种量子点发光二极管，包括层叠的阳极、发光层以及阴极，所述发光层的材料包括复合材料，所述复合材料包括如上文所述的复合材料，或者，所述复合材料由如上文所述的复合材料的制备方法制得。

57、可选的，在本技术的一些实施例中，所述阳极及所述阴极分别独立选自金属电极、碳硅材料电极、金属氧化物电极或复合电极，所述金属电极的材料选自ag、al、mg、au、cu、mo、pt、ca及ba中的至少一种，所述碳硅材料电极的材料选自硅、石墨、碳纳米管、石墨烯以及碳纤维中的至少一种，所述金属氧化物电极的材料选自铟掺杂氧化锡、氟掺杂氧化锡、锑掺杂氧化锡、铝掺杂氧化锌、镓掺杂氧化锌、铟掺杂氧化锌、镁掺杂氧化锌及铝掺杂氧化镁中的至少一种，所述复合电极选自azo/ag/azo、azo/al/azo、ito/ag/ito、ito/al/ito、zno/ag/zno、zno/al/zno、tio2/ag/tio2、tio2/al/tio2、zns/ag/zns或zns/al/zns。

58、本技术提供的技术方案中，量子点表面结合的配体具有大π-共轭骨架结构，使得本复合材料具有优异的导电性能；同时，所述配体上至少具有c＝o或-oh等强吸附基团，使得本配体相较杂质离子更容易吸附在量子点表面，从而避免了杂质离子填补在量子点表面的缺陷上，在量子点表面形成了具有高电导的配体层，进一步提高了复合材料的导电性能。