CN109021702A - 量子点墨水以及量子点膜 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种量子点墨水以及量子点膜。量子点墨水包含量子点及溶剂,还包含活性单体,所述活性单体的结构式为:其中,R1、R2、R3、R4中至少一个含有刚性基团。本发明的量子点墨水中在喷墨打印时,墨滴在滴下过程中溶剂不会完全挥发,从而避免了墨滴干燥而堵塞喷嘴。量子点墨水打印成的量子点膜平整性好,出光均匀且亮度高。
Description
技术领域
本申请属于显示技术领域,具体涉及一种量子点墨水以及量子点膜。
背景技术
量子点由于具有色域宽、色纯度高、发光波长可调、易合成加工等优异的性质,在光电领域具有广阔的应用前景。喷墨打印(Inkjet printing)是一种重要的实现RGB三原色像素的溶液加工技术,采用该技术的材料利用率高,且无需使用掩膜板可实现图案化,同时具有工艺简单、成本低廉的特点。
利用量子点墨水通过打印方式制备器件时,形成的量子点膜的平整性差,成膜不均匀,导致器件的品质不良。
发明内容
针对上述技术问题,本申请提供一种量子点墨水以及量子点膜。
为了实现上述发明目的,根据本申请的第一方面,提供了一种量子点墨水,包含量子点及溶剂,还包含活性单体,活性单体的结构式为:
其中,R1、R2、R3、R4中至少一个含有刚性基团。
进一步地,上述刚性基团是甲基、酯基、取代或非取代的苯、取代或非取代的联苯、取代或非取代的稠环烃基、取代或非取代的环烷基或取代或非取代的杂环烃基中的任意一种。
进一步地,上述活性单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2-甲基丙烯酸甲酯、2-甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸月桂酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲氧基乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯、二甲基丙烯酸1,6-己二醇酯、二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯和二甲基丙烯酸1,3-丁二醇酯中的任意一种。
进一步地,上述刚性基团中仅具有一个酯基,结构式如下:
进一步地,以质量分数计,上述紫外胶占量子点墨水总量的0.05~9%。
进一步地,上述溶剂为C10~C14的饱和烷烃。
进一步地,上述饱和烷烃的沸点范围为170℃~260℃,饱和烷烃选自癸烷、环癸烷、十一烷、2-甲基十一烷、3-甲基十一烷、2,6-二甲基十一烷、十二烷、十三烷、十四烷中的任意一种,或任意两种或多种的混合物。上述溶剂的沸点较高,饱和蒸气压小,挥发慢,由此确保在喷墨打印时,墨滴在滴下过程中溶剂不会完全挥发,从而避免了墨滴干燥而堵塞喷嘴。
进一步地,上述饱和烷烃的混合溶剂中包含第一组分和第二组分,其中第一组分的沸点高于第二组分,第一组分占混合溶剂总体积的10~30%。该混合溶剂饱和蒸气压小,挥发慢。其中,第二组分的溶剂沸点较低,可以调节墨水体系的粘度或表面张力,第一组分的溶剂沸点较高,在喷墨打印时,可以防止液滴快速蒸干而堵塞。
进一步地,上述量子点墨水中还含有光引发剂,光引发剂选自(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、2,2-二乙氧基苯乙酮、1-羟基-环己基苯甲酮、2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦和α-羟烷基苯酮中的任意一种。
进一步地,以质量分数计,上述光引发剂占量子点墨水总质量的0.5~3‰。
进一步地,上述量子点包括II-VIA族化合物、IV-VIA族化合物、III-VA族化合物、I-VIA族化合物中的至少一种。量子点的结构包括具有单核结构、核-单层壳结构和核-多层壳结构中的一种,包括CdS、CdSe、CdSeS、CdZnSeS、CdS/ZnS、CdSe/ZnS、CdSe/CdS/ZnS、InP、InP/ZnS或者ZnSe/ZnS。量子点的组成形式不受限制,可以为掺杂或非掺杂的量子点。优选地,量子点可以具有表面配体,如辛硫醇、十二硫醇、十八硫醇、十一烯酸、十四酸、油酸、硬脂酸、油胺、正辛胺、三辛基膦、三辛基氧化膦等,表面配体的存在能够提高量子点在溶剂中的溶解性,避免发生团聚,进而降低打印时喷嘴堵塞的几率。
进一步地,上述量子点在墨水中的浓度为300~700mg/mL。
进一步地,上述量子点墨水的表面张力为22~30dyne/cm。
进一步地,上述量子点墨水的粘度为2~12mPa·s。
根据本申请的又一方面,提供了一种量子点膜,由上述量子点墨水通过打印制作而成。本发明中的量子点墨水表面张力,粘度等参数合适,进而在喷墨打印时过程流畅,所制备的量子点膜的成膜性好,出光均匀。
有益效果:本发明的量子点墨水中使用饱和烷烃类溶剂,其沸点较高,饱和蒸气压小,挥发慢。在喷墨打印时,墨滴在滴下过程中溶剂不会完全挥发,从而避免了墨滴干燥而堵塞喷嘴。本发明的墨水中含有活性单体,该活性单体在饱和烷烃类溶剂中具有较好的溶解性,量子点墨水在打印成量子点膜后,利用光引发使活性单体聚合,从而固化得到聚合物。在聚合物的作用下,量子点膜的平整性提高,并且出光均匀,亮度高。
具体实施方式
下面将结合本申请实施方式,对本申请实施例中的技术方案进行详细地描述。应注意的是,所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式,而不是全部实施方式。
实施例1
量子点墨水中:溶剂为正十一烷;量子点为红光CdZnSeS,在墨水中的浓度为300mg/mL;活性单体为甲基丙烯酸异冰片酯,占墨水总质量的6%;光引发剂为(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦,占墨水总质量的2‰。其中,CdZnSeS量子点表面连接有配体,表面配体为辛硫醇。
上述量子点墨水的粘度为6.9mPa·s,表面张力为25.6dyne/cm。使用该量子点墨水在玻璃基材上进行打印,经紫外线照射后得到平整的量子点膜,该量子点膜出光均匀,成膜性好。对该量子点膜的发光亮度进行测试,所采用的蓝光背光源的亮度为1000cd/m2,量子点膜的亮度为1386cd/m2。经计算,该量子点膜的外量子效率为22.5%,发光量子产率为24.1%。
实施例2
量子点墨水中:溶剂为癸烷与正十三烷的混合溶剂,其中正十三烷占溶剂总体积的27%;量子点为红光CdSe/ZnS,在墨水中的浓度为450mg/mL;活性单体为丙烯酸异冰片酯,占墨水总质量的8%;光引发剂为2,2-二乙氧基苯乙酮,占墨水总质量的2.3‰。其中,CdSe/ZnS量子点的表面配体为辛硫醇。
上述量子点墨水的粘度为7.5mPa·s,表面张力为28.7dyne/cm。使用该量子点墨水在玻璃基材上进行打印,经紫外线照射后得到平整的量子点膜,该量子点膜出光均匀,成膜性好。对该量子点膜的发光亮度进行测试,测试方法和条件同实施例1,量子点膜的亮度为1520cd/m2。经计算,该量子点膜的外量子效率为24.2%,发光量子产率为25.6%。
实施例3
量子点墨水中:溶剂为癸烷与正十三烷的混合溶剂,其中正十三烷占溶剂总体积的24%;量子点为绿光CdZnS,在墨水中的浓度为350mg/mL;活性单体为甲基丙烯酸异冰片酯,占墨水总质量的5%;光引发剂为1-羟基-环己基苯甲酮,占墨水总质量的1.6‰。其中,CdZnS量子点的表面配体为油酸。
上述量子点墨水的粘度为6.5mPa·s,表面张力为27dyne/cm。使用该量子点墨水在玻璃基材上进行打印,经紫外线照射后得到平整的量子点膜,该量子点膜出光均匀,成膜性好。对该量子点膜的发光亮度进行测试,测试方法和条件同实施例1,量子点膜的亮度为2834cd/m2。经计算,该量子点膜的外量子效率为27.1%,发光量子产率为28.4%。
实施例4
量子点墨水中:溶剂为癸烷与正十四烷混合溶剂,其中正十四烷占溶剂总体积的23%;量子点为绿光CdSe,在墨水中的浓度为480mg/mL;活性单体为甲基丙烯酸异冰片酯,占墨水总质量的3%;光引发剂为(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦,占墨水总质量的1‰。其中,CdSe量子点的表面配体为十二硫醇。
上述量子点墨水的粘度为6.2mPa·s,表面张力为26.5dyne/cm。使用该量子点墨水在玻璃基材上进行打印,经紫外线照射后得到平整的量子点膜,该量子点膜出光均匀,成膜性好。对该量子点膜的发光亮度进行测试,测试方法和条件同实施例1,量子点膜的亮度为2975cd/m2。经计算,该量子点膜的外量子效率为28.9%,发光量子产率为29.4%。
实施例5
量子点墨水中:溶剂为十一烷与正十四烷混合溶剂,其中正十四烷占溶剂总体积的20%;量子点为绿光CdSeS,在墨水中的浓度为400mg/mL;活性单体为甲基丙烯酸异冰片酯,占墨水总质量的5.3%;光引发剂为(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦,占墨水总质量的1.5‰。其中,CdSeS量子点的表面配体为油胺。
上述量子点墨水的粘度为6.4mPa·s,表面张力为25.9dyne/cm。使用该量子点墨水在玻璃基材上进行打印,经紫外线照射后得到平整的量子点膜,该量子点膜出光均匀,成膜性好。对该量子点膜的发光亮度进行测试,测试方法和条件同实施例1,量子点膜的亮度为3170cd/m2。经计算,该量子点膜的外量子效率为29.3%,发光量子产率为30.5%。
实施例6
量子点墨水中:溶剂为正十一烷;量子点为绿光CdS,在墨水中的浓度为550mg/mL;活性单体为丙烯酸异冰片酯,占墨水总质量的8.6%;光引发剂为2,2-二乙氧基苯乙酮,占墨水总质量的2.8‰。其中,CdS量子点的表面配体为油胺。
上述量子点墨水的粘度为6mPa·s,表面张力为26.1dyne/cm。使用该量子点墨水在玻璃基材上进行打印,经紫外线照射后得到平整的量子点膜,该量子点膜出光均匀,成膜性好。对该量子点膜的发光亮度进行测试,测试方法和条件同实施例1,量子点膜的亮度为2752cd/m2。经计算,该量子点膜的外量子效率为27.6%,发光量子产率为28.9%。
由上述实施例可知,本申请在量子点墨水中使用挥发慢的饱和烷烃类溶剂,在喷墨打印时,墨滴在滴下过程中溶剂不会完全挥发,从而避免了墨滴干燥而堵塞喷嘴。通过在墨水体系中加入活性单体,提高了量子点膜的平整性和成膜性,量子点膜的出光亮度可达3170cd/m2,外量子效率可至29.3%,发光量子产率可至30.5%。
尽管发明人已经对本申请的技术方案做了较详细的阐述和列举,应当理解,对于本领域技术人员来说,对上述实施例作出修改和/或变通或者采用等同的替代方案是显然的,都不能脱离本申请精神的实质,本申请中出现的术语用于对本申请技术方案的阐述和理解,并不能构成对本申请的限制。
Claims (10)
1.一种量子点墨水,包含量子点及溶剂,其特征在于,所述量子点墨水还包含活性单体,所述活性单体的结构式为:
其中,R1、R2、R3、R4中至少一个含有刚性基团。
2.根据权利要求1所述的量子点墨水,其特征在于,所述刚性基团是甲基、酯基、取代或非取代的苯、取代或非取代的联苯、取代或非取代的稠环烃基、取代或非取代的环烷基或取代或非取代的杂环烃基中的任意一种。
3.根据权利要求2所述的量子点墨水,其特征在于,所述刚性基团中仅具有一个酯基,所述酯基的结构式为:
4.根据权利要求1所述的量子点墨水,其特征在于,以质量分数计,所述活性单体占量子点墨水总量的0.05~9%。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的量子点墨水,其特征在于,所述溶剂为C10~C14的饱和烷烃。
6.根据权利要求5所述的量子点墨水,其特征在于,所述饱和烷烃选自癸烷、环癸烷、十一烷、2-甲基十一烷、3-甲基十一烷、2,6-二甲基十一烷、十二烷、十三烷、十四烷中的任意一种,或任意两种或多种的混合物。
7.根据权利要求1所述的量子点墨水,其特征在于,所述量子点墨水中还含有光引发剂,所述光引发剂选自(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、2,2-二乙氧基苯乙酮、1-羟基-环己基苯甲酮、2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦和α-羟烷基苯酮中的任意一种。
8.根据权利要求7所述的量子点墨水,其特征在于,以质量分数计,所述光引发剂占量子点墨水总量的0.5~3‰。
9.根据权利要求1所述的量子点墨水,其特征在于,所述量子点在墨水中的浓度为300~700mg/mL。
10.一种量子点膜,其特征在于,所述量子点膜由1~9任一项所述的量子点墨水通过打印制作而成。
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