CN109161250B

CN109161250B - 量子点墨水及电致发光器件

Info

Publication number: CN109161250B
Application number: CN201810744882.0A
Authority: CN
Inventors: 王允军; 王思元; 程方亮
Original assignee: Suzhou Xingshuo Nanotech Co Ltd
Current assignee: Suzhou Xingshuo Nanotech Co Ltd
Priority date: 2017-07-14
Filing date: 2018-07-09
Publication date: 2021-07-02
Anticipated expiration: 2038-07-09
Also published as: CN107603339A; CN109161250A

Abstract

本申请提供一种量子点墨水，包括量子点、溶剂和至少一种纳米颗粒，所述纳米颗粒的价带的绝对值不小于所述量子点的价带的绝对值。本现有技术相比，基于该量子点墨水制备的电致发光器件具有更高的电流效率。

Description

量子点墨水及电致发光器件

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年7月14日提交的题为“量子点墨水及电致发光器件”的中国专利申请“201710574245.9”的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本申请涉及发光器件领域，具体而言，涉及一种量子点墨水及电致发光器件。

背景技术

随着科技的不断进步，显示器件逐渐向着更薄、更高色域、更稳定的方向发展。作为一种自发光型显示器件，电致发光器件具有色域高、稳定性好等优点。

现有常用的量子点墨水包括量子点和分散量子点的溶剂，采用量子点墨水制备电致发光器件的发光层时，所制备的电致发光器件的电流效率不高。

发明内容

本申请提供了一种量子点墨水，以解决现有量子点墨水制备的电致发光器件的效率不高的问题。

根据本申请的一个方面，提供一种量子点墨水，包括量子点、溶剂和至少一种纳米颗粒，所述纳米颗粒的价带的绝对值不小于所述量子点的价带的绝对值。

优选地，所述纳米颗粒的价带的绝对值大于7eV，带隙大于3eV。

优选地，所述纳米颗粒的粒径小于所述量子点的粒径。

优选地，所述纳米颗粒的粒径小于10nm。

优选地，所述纳米颗粒包括氧化锆、氧化铪、氧化硅、氧化钇、氮化钛、氮化硅、钛酸钡、氧化钛中的至少一种。

优选地，所述纳米颗粒的表面含有配体，所述配体包括烷基胺、烷基酸、烷基膦、烷基硫醇中的至少一种。

优选地，按重量百分比计，所述量子点墨水包括量子点0.10％-20.00％、溶剂78.00％-98.00％和纳米颗粒0.01-2.00％。

优选地，所述纳米颗粒与所述量子点的质量浓度比在1:3-1:100。

优选地，所述溶剂包括醚、醇、酮、酯、醇醚、醇酯、醇醚酯、烷烃、酰胺中的至少一种。

根据本申请的另一个方面，提供一种电致发光器件的制备方法，包括步骤：印刷上述量子点墨水，得到量子点发光层。

与现有技术相比，本申请具有如下有益效果：本申请公开的量子点墨水中含有价带的绝对值大不小于量子点的价带绝对值的纳米颗粒，基于该量子点墨水制备的电致发光器件具有更高的电流效率。

附图说明

图1为本申请一个实施例中电致发光器件的结构示意图。

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，显然，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。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护范围。

本申请提供一种量子点墨水，包括量子点、溶剂和至少一种纳米颗粒，纳米颗粒的价带的绝对值不小于所述量子点的价带的绝对值。

本申请公开的量子点墨水中，与常见发射可见光的量子点相比，纳米颗粒对电荷尤其是空穴的传输具有更高的阻挡作用，有利于减小发光层的漏电流，从而增加了电致发光器件的电流效率。

本申请中量子点的价带是指量子点的发光中心的价带，比如当量子点为核壳结构且发光中心是核时，量子点价带指核材料的价带。本申请中量子点的粒径指量子点整体的尺寸，而不仅仅指发光中心的尺寸，比如当量子点为核壳结构且发光中心为核时，量子点的粒径指最外面壳结构的尺寸。

为了提高纳米颗粒的电荷阻挡作用，纳米颗粒的价带的绝对值优选大于7eV，带隙优选大于3eV。

在一个优选的实施方式中，纳米颗粒的粒径小于量子点的粒径，以更好的填充和分散在量子点的间隙之中，且能有效保持量子点墨水制备膜的平整度。纳米颗粒的粒径优选小于10nm，更优选小于5nm。纳米颗粒与量子点的质量浓度比优选在(1:3)～(1:100)，更优选在(1:5)～(1:20)。

本申请中纳米颗粒可以选自氧化锆、氧化铪、氧化硅、氧化钇、氮化钛、氮化硅、钛酸钡、氧化钛等，但是不限定于此。纳米颗粒的表面还可以含有配体，配体优选包括烷基胺、烷基酸、烷基膦、烷基硫醇中的至少一种，以增加纳米颗粒的分散性。

溶剂优选包括醚、醇、酮、酯、醇醚、醇酯、醇醚酯中的至少一种。具体的，醚类化合物包括二(2-甲氧基乙基醚)、邻硝基茴香醚、二苯基醚、二苄基醚、二(2-氯乙基)醚等。醇类化合物包括甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、1,2,4-丁三醇、1,5-戊二醇、2,4-戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、1,3-己二醇、1,2,6-己三醇、正戊醇、正己醇、正庚醇、正辛醇等。酮类化合物包括丙酮、甲基乙基酮、2,4-戊二酮、环已酮、苯乙酮等。酯类化合物包括乙酸乙酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、马来酸二甲酯、乳酸乙酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、异壬酸异壬酯等。醇醚类化合物包括乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丙醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚等。醇酯类化合物包括乙酸乙二醇酯、丙酸乙二醇酯、乙酸丙二醇酯、丙酸丙二醇酯、十二碳醇酯等。醇醚酯类化合物优选包括乙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇丙醚醋酸酯、乙二醇甲醚正丙酸酯、乙二醇乙醚正丙酸酯、乙二醇丙醚正丙酸酯、乙二醇甲醚异丙酸酯、乙二醇乙醚异丙酸酯、乙二醇丙醚异丙酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇乙醚醋酸酯等。

通过调节量子点墨水中溶剂的成分和含量比例，本申请中量子点墨水可以满足不同印刷方式如喷墨打印、旋涂、喷印、丝网印刷等。在一个优选的实施方式中，量子点墨水的粘度为7-15cP、表面张力为28-42mN/m，以适用于喷墨打印。

按照重量百分比计，本申请中量子点墨水优选包含量子点0.10％-20.00％、纳米颗粒0.01-2.00％，溶剂78.00％-98.00％。

本申请中，量子点优选包括元素周期表IIB-VIA族、IIIA-VA族、IVA-VIA族、ⅥB-ⅥA族、ⅧB-ⅥA族、IB-IIIA-VIA族、IIB-IVA-VIA族、IIA-IVB-VA族的二元结构和多元结构纳米晶。例如，二元结构纳米晶包括Cd-S、Cd-Se、Cd-Te、Zn-Se、Zn-Te、In-P、In-As等；多元结构纳米晶包括Cd-Zn-Se、Cd-Zn-S、Zn-Se-S、Cd-Zn-Se-S、In-Zn-P、In-Ga-P、In-Ga-As、Cu-In-S、Ca-Ti-O、Ba-Ti-O等。本申请对多元结构纳米晶中的各元素比没有限定，例如：Cd-Zn-Se纳米晶可以概括为化学式CdxZn1-xSe(0＜x＜1)，Cd-Zn-Se-S纳米晶可以概括为化学式CdyZn1-ySezS1-z(0＜y＜1，0＜z＜1)，通过调节多元合金中各元素比可以有效的调节纳米晶的晶格结构、发光性质等。为优化纳米晶核的发光性能，本申请中还包括对上述二元或者多元结构纳米晶的掺杂，掺杂元素优选包括钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、银、金、氯、溴、碘中的至少一种。为了得到高质量的量子点，在一个优选的实施方式中，本申请中量子点为核壳结构，核与壳分别相同或不同地包括一种或多种半导体材料，壳可以包括单层或多层的结构。

在本申请的一个典型的实施方式中，公开了一种电致发光器件，电致发光器件的发光层由如上所述的量子点墨水制备。

在一个具体的实施例中，纳米颗粒的粒径小于量子点的粒径。如图1所述，提供一种电致发光器件100，电致发光器件100包括阴极11、电子功能层12、发光层13、空穴功能层14和阳极15，发光层13由量子点131以及填充在量子点131间隙之间的纳米粒子132构成，纳米粒子132对量子点131间隙的填充作用可以有效的减少电荷直接穿透发光层13，从而间接的增加电荷在量子点131处的复合，提高电致发光器件100的电流效率。

以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。

本申请实施例中，量子点墨水的粘度是使用LAMY CP2000-100T/200T仪器测量的；量子点墨水的表面张力是使用JYW-200C全自动表界面张力仪器测定的；量子点墨水印刷是采用FUJIFILM DMP-3000喷墨打印机打印的。

实施例1

本实施例提供一种量子点墨水，量子点为粒径在10nm左右的CdSe/ZnS量子点，溶剂由正辛烷和2-甲基-2,4-戊二醇组成，纳米颗粒为8nm左右的氧化锆纳米颗粒。量子点表面配体为三辛基硫醇，氧化锆纳米颗粒表面配体为硬脂酸。

本实施例中量子点墨水的具体组成如下，按重量百分比计，包括CdSe/ZnS量子点5.00％、氧化锆纳米颗粒1.00％、正辛烷49.00％、2-甲基-2,4-戊二醇45.00％。

经过测试，本实施例中量子点墨水的粘度在11.2cp，表面张力在30.5mN/m。

实施例2

本实施例提供一种量子点墨水，量子点为粒径在15nm左右的CdSe/ZnS量子点，溶剂由正辛烷、正十二醇和正癸醇组成，纳米颗粒为8nm左右的氮化硅纳米颗粒。量子点表面配体为三辛基硫醇，氮化硅纳米颗粒表面配体为硅烷偶联剂。本实施例中量子点、氮化硅纳米颗粒的制备都可参考现有技术。

本实施例中量子点墨水的具体组成如下，按重量百分比计，包括CdSe/ZnS量子点2.00％、氮化硅纳米颗粒0.20％、正辛烷10.00％、正十二醇80.00％、正癸醇7.80％。

经过测试，本实施例中量子点墨水的粘度在10.5cp，表面张力在31.2mN/m。

实施例3

本实施例提供一种电致发光器件，其制备过程如下：

提供含有ITO阳极的衬底；

空穴注入层制备：在ITO旋涂PEDOT:PSS水溶液，制备空穴注入层；

空穴传输层制备：旋涂聚[N,N'-双(4-丁基苯基)-N,N'-双(苯基)联苯胺]的氯苯溶液，制备空穴传输层；

量子点发光层的制备：在空穴传输层上印刷实施例1中量子点墨水，制备量子点发光层；

电子传输层的制备：在量子点发光层上旋涂ZnO乙醇溶液，制备电子传输层；

阴极的制备：将旋涂完成的器件放入真空蒸镀腔体，蒸镀铝，得到阴极层。

经过测试，本实施例中电致发光器件的电流效率为6.03Cd/A。

实施例4

本实施例提供一种电致发光器件，其制备过程如下：

与实施例3相同，所不同在于，量子点发光层的制备步骤为：在空穴传输层上印刷实施例2中量子点墨水，制备量子点发光层。

经过测试，本实施例中电致发光器件的电流效率为6.17Cd/A。

对比例1

本实施例提供一种电致发光器件，其制备过程如下：

与实施例3相同，所不同的在于，制备量子点发光层时，所采用的量子点墨水不含有氧化锆纳米颗粒。

经过测试，本对比例中电致发光器件的电流效率为4.89Cd/A。

由上述实施例和对比例可知，与对比例1中量子点墨水中不含有纳米颗粒相比，实施例3和实施例4中，电致发光器件的电流效率分别提高了23％和26％，充分说明了本申请中量子点墨水有利于提高电致发光器件的电流效率。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请的保护范围之中。

Claims

1.一种量子点墨水，其特征在于，包括量子点、溶剂和至少一种纳米颗粒，所述纳米颗粒的价带的绝对值不小于所述量子点的价带的绝对值，所述纳米颗粒包括氧化锆、氧化铪、氧化硅、氧化钇、氮化钛、氮化硅、钛酸钡、氧化钛中的至少一种，所述纳米颗粒的价带的绝对值大于7eV，带隙大于3eV，所述纳米颗粒的粒径小于所述量子点的粒径。

2.根据权利要求1所述的量子点墨水，其特征在于，所述纳米颗粒的粒径小于10nm。

3.根据权利要求1所述的量子点墨水，其特征在于，所述纳米颗粒的表面配体包括烷基胺、烷基酸、烷基膦、烷基硫醇中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的量子点墨水，其特征在于，按质量百分比计，所述量子点墨水包括量子点0.10%-20.00%、溶剂78.00%-98.00%和纳米颗粒0.01%-2.00%。

5.根据权利要求1所述的量子点墨水，其特征在于，所述纳米颗粒与所述量子点的质量浓度比在(1:3)~(1:100)。

6.根据权利要求1所述的量子点墨水，其特征在于，所述溶剂包括醚、醇、酮、酯、醇醚、醇酯、醇醚酯中的至少一种。

7.一种电致发光器件，其特征在于，所述电致发光器件的发光层由权利要求1-6中任一所述的量子点墨水制备。