CN107474632A - 喷墨打印用钙钛矿墨水及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种喷墨打印用钙钛矿墨水及其制备方法。本发明的喷墨打印用钙钛矿墨水的制备方法制程简单,制得的喷墨打印用钙钛矿墨水具有一定黏度、表面张力和挥发性能,能够满足喷墨打印的制程要求,实现钙钛矿发光层的喷墨打印方式。本发明的喷墨打印用钙钛矿墨水采用上述方法制备得到,能够满足喷墨打印的制程要求,实现钙钛矿发光层的喷墨打印方式。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域,尤其涉及一种喷墨打印用钙钛矿墨水及其制备方法。
背景技术
以ABX3为基本化学式的钙钛矿材料以最早发现于钙钛矿石中的钛酸钙(CaTiO3)化合物而得名。钙钛矿结构的特征是以B位阳离子为中心的X八面体共顶连接,并嵌在以A位离子为顶点的四方体中。A、B位阳离子既可由单一离子也可由多种离子占据,根据A、B位阳离子的种类及其离子半径的不同,可以构筑出微结构特征各异、物理性能千变万化的钙钛矿材料。
有机-无机杂化钙钛矿(Organic/Inorganic Hybrid Perovskite,OIHP)材料的结构和物理性质最早由Weber(Naturforsch.1978,33b,1443)报道。它可看成是有机基团和无机部分的交替堆叠。有机-无机杂化钙钛矿材料是一种可溶液加工的半导体材料,具有低成本、载流子迁移率高、光吸收系数大等特点,近几年来在太阳能电池领域有非常优异的表现。与此同时,有机-无机杂化钙钛矿材料具有出光波长可调、发射光谱窄等发光特性,在电致发光、激光、显示等领域中也有巨大的潜力。有机-无机杂化钙钛矿材料兼具有机和无机半导体材料的优势,适用于有机半导体材料溶液加工及大面积成膜制备工艺,同时还具备传统无机发光材料的缺陷密度低、发光效率高、色纯度好等优势。
有机-无机杂化钙钛矿材料可分散于溶剂中配制成墨水,具体可采用打印、移印、旋涂等方法制备钙钛矿发光薄膜。其中喷墨打印技术可以精确地按所需量将有机-无机杂化钙钛矿材料沉积在设定的位置,沉积形成精密像素薄膜,有利于应用于大尺寸彩色钙钛矿发光二极管(PeLED)的制造,降低成本。但是喷墨打印设备和打印工艺对墨水有一定要求,为了使墨水适合于喷墨打印技术,通常会对墨水的溶剂组分、粘度和表面张力等进行综合调节,因此适用于喷墨打印设备和打印工艺条件的钙钛矿墨水有待改善。
发明内容
本发明的目的在于提供一种喷墨打印用钙钛矿墨水的制备方法,制程简单,制得的喷墨打印用钙钛矿墨水具有一定黏度、表面张力和挥发性能,能够满足喷墨打印的制程要求,实现钙钛矿发光层的喷墨打印方式。
本发明的目的还在于提供一种喷墨打印用钙钛矿墨水,能够满足喷墨打印的制程要求,实现钙钛矿发光层的喷墨打印方式。
为实现上述目的,本发明提供一种喷墨打印用钙钛矿墨水的制备方法,包括:
提供钙钛矿材料与溶剂,将钙钛矿材料分散于溶剂中,得到钙钛矿溶液;
在搅拌作用下,向所述钙钛矿溶液中加入黏度调节剂和表面张力调节剂,搅拌均匀后,获得喷墨打印用钙钛矿墨水。
所述钙钛矿材料为有机-无机掺杂钙钛矿材料,所述有机-无机掺杂钙钛矿材料的结构通式为CH3NH3PbX3,其中,X=Cl、Br、或I;
所述溶剂包括至少一种烷烃或者芳香烃化合物、至少一种醇类化合物、及至少一种高沸点溶剂。
所述醇类化合物包括一元醇与多元醇中的一种或多种;
所述高沸点溶剂包括醚类化合物与酯类化合物中的一种或多种,所述高沸点溶剂的沸点大于200摄氏度。
所述表面张力调节剂包括咪唑及其衍生物、苯酚、及对苯二酚中的一种或多种;所述黏度调节剂包括醇、醚、酯、酚、及胺中的一种或多种。
所述喷墨打印用钙钛矿墨水中,所述钙钛矿材料的质量百分比为0.1%~30%;所述溶剂的质量百分比为10%~99.99%;所述表面张力调节剂的质量百分比为0.1%~5%;所述黏度调节剂的质量百分比为0.1%~5%。
本发明还提供一种喷墨打印用钙钛矿墨水,包括:溶剂及分散于溶剂中的钙钛矿材料、黏度调节剂和表面张力调节剂。
所述钙钛矿材料为有机-无机掺杂钙钛矿材料,所述有机-无机掺杂钙钛矿材料的结构通式为CH3NH3PbX3,其中,X=Cl、Br、或I;
所述溶剂包括至少一种烷烃或者芳香烃化合物、至少一种醇类化合物、及至少一种高沸点溶剂。
所述醇类化合物包括一元醇与多元醇中的一种或多种;
所述高沸点溶剂包括醚类化合物与酯类化合物中的一种或多种,所述高沸点溶剂的沸点大于200摄氏度。
所述表面张力调节剂包括咪唑及其衍生物、苯酚、及对苯二酚中的一种或多种;所述黏度调节剂包括醇、醚、酯、酚、及胺中的一种或多种。
所述喷墨打印用钙钛矿墨水中,所述钙钛矿材料的质量百分比为0.1%~30%;所述溶剂的质量百分比为10%~99.99%;所述表面张力调节剂的质量百分比为0.1%~5%;所述黏度调节剂的质量百分比为0.1%~5%。
本发明的有益效果:本发明的喷墨打印用钙钛矿墨水的制备方法制程简单,制得的喷墨打印用钙钛矿墨水具有一定黏度、表面张力和挥发性能,能够满足喷墨打印的制程要求,实现钙钛矿发光层的喷墨打印方式。本发明的喷墨打印用钙钛矿墨水采用上述方法制备得到,能够满足喷墨打印的制程要求,实现钙钛矿发光层的喷墨打印方式。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容,请参阅以下有关本发明的详细说明与附图,然而附图仅提供参考与说明用,并非用来对本发明加以限制。
附图说明
下面结合附图,通过对本发明的具体实施方式详细描述,将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
附图中,
图1为本发明的喷墨打印用钙钛矿墨水的制备方法的流程图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果,以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图1,本发明提供一种喷墨打印用钙钛矿墨水的制备方法,包括如下步骤:
步骤1、提供钙钛矿材料与溶剂,将钙钛矿材料分散于溶剂中,得到钙钛矿溶液。
具体的,所述钙钛矿材料为有机-无机掺杂钙钛矿材料,所述有机-无机掺杂钙钛矿材料的结构通式为CH3NH3PbX3,其中,X=Cl、Br、或I。通过对钙钛矿材料中卤素阴离子X的选择,能够实现不同发光光色的调节。
优选的,所述钙钛矿材料具有量子点尺寸,以具有更好的发光性能。
具体的,所述溶剂包括至少一种烷烃或者芳香烃化合物、至少一种醇类化合物、及至少一种高沸点溶剂。所述溶剂用于分散钙钛矿材料,同时用于调节后续制得的喷墨打印用钙钛矿墨水体系的物理性质,使其满足喷墨打印的需求。
具体的,所述醇类化合物包括一元醇与多元醇中的一种或多种。
具体的,所述高沸点溶剂包括醚类化合物与酯类化合物中的一种或多种,所述高沸点溶剂的沸点大于200摄氏度,有利于提高后续制得的喷墨打印用钙钛矿墨水的沸点,保证喷墨打印过程中墨水不会太快干掉,提高喷墨打印制程的稳定性。
步骤2、在搅拌作用下,向所述钙钛矿溶液中加入黏度调节剂和表面张力调节剂,搅拌均匀后,获得喷墨打印用钙钛矿墨水。
具体的,所述表面张力调节剂包括咪唑及其衍生物、苯酚、及对苯二酚中的一种或多种。
具体的,所述黏度调节剂包括醇、醚、酯、酚、及胺中的一种或多种。
具体的,所述表面张力调节剂与黏度调节剂分别用于调节喷墨打印用钙钛矿墨水体系的表面张力与黏度,使其满足喷墨打印的需求。
具体的,本发明的喷墨打印用钙钛矿墨水的制备方法还可以包括:在所述喷墨打印用钙钛矿墨水中加入共溶剂与表面活性剂,以进一步调节喷墨打印用钙钛矿墨水的表面张力。
具体的,所述喷墨打印用钙钛矿墨水中,所述钙钛矿材料的质量百分比为0.1%~30%;所述溶剂的质量百分比为10%~99.99%;所述表面张力调节剂的质量百分比为0.1%~5%;所述黏度调节剂的质量百分比为0.1%~5%。优选的,所述溶剂的质量百分比为60%~99.7%。
本发明的喷墨打印用钙钛矿墨水的制备方法制程简单,制得的喷墨打印用钙钛矿墨水具有一定黏度、表面张力和挥发性能,能够满足喷墨打印的制程要求,实现钙钛矿发光层的喷墨打印方式。
基于上述喷墨打印用钙钛矿墨水的制备方法,本发明还提供一种喷墨打印用钙钛矿墨水,包括:溶剂及分散于溶剂中的钙钛矿材料、黏度调节剂和表面张力调节剂。
具体的,所述钙钛矿材料为有机-无机掺杂钙钛矿材料,所述有机-无机掺杂钙钛矿材料的结构通式为CH3NH3PbX3,其中,X=Cl、Br、或I。具体的通过对钙钛矿材料中卤素阴离子X的选择,能够实现不同发光光色的调节。
优选的,所述钙钛矿材料具有量子点尺寸,以具有更好的发光性能。
具体的,所述溶剂包括至少一种烷烃或者芳香烃化合物、至少一种醇类化合物、及至少一种高沸点溶剂。所述溶剂用于分散钙钛矿材料,同时用于调节喷墨打印用钙钛矿墨水体系的物理性质,使其满足喷墨打印的需求。
具体的,所述醇类化合物包括一元醇与多元醇中的一种或多种。
具体的,所述高沸点溶剂包括醚类化合物与酯类化合物中的一种或多种,所述高沸点溶剂的沸点大于200摄氏度,有利于提高喷墨打印用钙钛矿墨水的沸点,保证喷墨打印过程中墨水不会太快干掉,提高喷墨打印制程的稳定性。
具体的,所述表面张力调节剂包括咪唑及其衍生物、苯酚、及对苯二酚中的一种或多种。
具体的,所述黏度调节剂包括醇、醚、酯、酚、及胺中的一种或多种。
具体的,所述表面张力调节剂与黏度调节剂分别用于调节喷墨打印用钙钛矿墨水体系的表面张力与黏度,使其满足喷墨打印的需求。
具体的,本发明的喷墨打印用钙钛矿墨水还可以包括共溶剂与表面活性剂,以进一步调节喷墨打印用钙钛矿墨水的表面张力。
具体的,本发明的喷墨打印用钙钛矿墨水中,所述钙钛矿材料的质量百分比为0.1%~30%;所述溶剂的质量百分比为10%~99.99%;所述表面张力调节剂的质量百分比为0.1%~5%;所述黏度调节剂的质量百分比为0.1%~5%。优选的,所述溶剂的质量百分比为60%~99.7%。
本发明的喷墨打印用钙钛矿墨水具有一定黏度、表面张力和挥发性能,能够满足喷墨打印的制程要求,实现钙钛矿发光层的喷墨打印方式。
综上所述,本发明提供一种喷墨打印用钙钛矿墨水及其制备方法。本发明的喷墨打印用钙钛矿墨水的制备方法制程简单,制得的喷墨打印用钙钛矿墨水具有一定黏度、表面张力和挥发性能,能够满足喷墨打印的制程要求,实现钙钛矿发光层的喷墨打印方式。本发明的喷墨打印用钙钛矿墨水采用上述方法制备得到,能够满足喷墨打印的制程要求,实现钙钛矿发光层的喷墨打印方式。
以上所述,对于本领域的普通技术人员来说,可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形,而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种喷墨打印用钙钛矿墨水的制备方法,其特征在于,包括:
提供钙钛矿材料与溶剂,将钙钛矿材料分散于溶剂中,得到钙钛矿溶液;
在搅拌作用下,向所述钙钛矿溶液中加入黏度调节剂和表面张力调节剂,搅拌均匀后,获得喷墨打印用钙钛矿墨水。
2.如权利要求1所述的喷墨打印用钙钛矿墨水的制备方法,其特征在于,所述钙钛矿材料为有机-无机掺杂钙钛矿材料,所述有机-无机掺杂钙钛矿材料的结构通式为CH3NH3PbX3,其中,X=Cl、Br、或I;
所述溶剂包括至少一种烷烃或者芳香烃化合物、至少一种醇类化合物、及至少一种高沸点溶剂。
3.如权利要求2所述的喷墨打印用钙钛矿墨水的制备方法,其特征在于,所述醇类化合物包括一元醇与多元醇中的一种或多种;
所述高沸点溶剂包括醚类化合物与酯类化合物中的一种或多种,所述高沸点溶剂的沸点大于200摄氏度。
4.如权利要求1所述的喷墨打印用钙钛矿墨水的制备方法,其特征在于,所述表面张力调节剂包括咪唑及其衍生物、苯酚、及对苯二酚中的一种或多种;所述黏度调节剂包括醇、醚、酯、酚、及胺中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的喷墨打印用钙钛矿墨水的制备方法,其特征在于,所述喷墨打印用钙钛矿墨水中,所述钙钛矿材料的质量百分比为0.1%~30%;所述溶剂的质量百分比为10%~99.99%;所述表面张力调节剂的质量百分比为0.1%~5%;所述黏度调节剂的质量百分比为0.1%~5%。
6.一种喷墨打印用钙钛矿墨水,其特征在于,包括:溶剂及分散于溶剂中的钙钛矿材料、黏度调节剂和表面张力调节剂。
7.如权利要求6所述的喷墨打印用钙钛矿墨水,其特征在于,所述钙钛矿材料为有机-无机掺杂钙钛矿材料,所述有机-无机掺杂钙钛矿材料的结构通式为CH3NH3PbX3,其中,X=Cl、Br、或I;
所述溶剂包括至少一种烷烃或者芳香烃化合物、至少一种醇类化合物、及至少一种高沸点溶剂。
8.如权利要求7所述的喷墨打印用钙钛矿墨水,其特征在于,所述醇类化合物包括一元醇与多元醇中的一种或多种;
所述高沸点溶剂包括醚类化合物与酯类化合物中的一种或多种,所述高沸点溶剂的沸点大于200摄氏度。
9.如权利要求6所述的喷墨打印用钙钛矿墨水,其特征在于,所述表面张力调节剂包括咪唑及其衍生物、苯酚、及对苯二酚中的一种或多种;所述黏度调节剂包括醇、醚、酯、酚、及胺中的一种或多种。
10.如权利要求6所述的喷墨打印用钙钛矿墨水,其特征在于,所述喷墨打印用钙钛矿墨水中,所述钙钛矿材料的质量百分比为0.1%~30%;所述溶剂的质量百分比为10%~99.99%;所述表面张力调节剂的质量百分比为0.1%~5%;所述黏度调节剂的质量百分比为0.1%~5%。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20171215 |
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