CN111218160A - 电子墨水及其制备方法、应用和量子点发光器件的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电子墨水及其制备方法、应用和量子点发光器件的制备方法。按重量百分比计,上述电子墨水包括10%~20%的非极性或弱极性的第一溶剂、5%~20%的强极性的第二溶剂、50%~70%的能够与第一溶剂和第二溶剂均互溶的第三溶剂、0.2%~3%的纳米氧化锌基材料以及3%~10%的油溶性的纳米金属颗粒。上述电子墨水能够用于喷墨打印,且喷墨打印完成后纳米氧化锌基材料与纳米金属颗粒发生相分离并分别形成量子点发光器件的电子传输层和阴极层两层结构,简化了量子点发光器件的制备步骤。
Description
技术领域
本发明涉及电子墨水领域,特别是涉及一种电子墨水及其制备方法、应用和量子点发光器件的制备方法。
背景技术
量子点(quantum dots)是一种零维纳米材料,通常为粒径介于2nm~20nm之间的半导体纳米颗粒,因此又可称为半导体纳米晶体,严格上定义为半径小于或接近于激子玻尔半径的纳米晶体。量子点具有窄发射光谱、发射波长可通过控制粒径尺寸进行调节、光稳定性较好等独特的光学性质,早已引起广大科学研究者的广泛兴趣和极大关注。特别是在显示领域,量子点电致发光器件-量子点发光二极管(QLED)显示器具有色域高、自发光、反应速度快等优点,一度成为近几年的研究热点,并且被认为是继有机发光二极管(OLED)显示之后的新一代显示器。
量子点能够分散于溶剂中配制成量子点墨水等印刷材料,适用于溶液法制备,可采用打印、移印、旋涂等方法制造量子点薄膜。喷墨打印(Ink-jetprinting)技术近年来在光电子器件制造方面得到广泛的研究和应用,特别是用作平板显示器件,例如OLED和QLED显示制造技术中,被认为是解决高成本问题和实现大面积的有效途径,这种技术可结合基于溶液的功能性材料和先进的喷墨打印设备来制作OLED或QLED显示屏,可提高材料的利用率和生产效率,降低制造成本,提高产能。
QLED的结构一般包括氧化铟锡(ITO)、空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、量子点发光层(QD)、电子传输层(ETL)及阴极层(cathode)。传统制备QLED的方式为一层一层逐渐形成所需要的器件结构,耗时较长,步骤繁琐,导致效率较低。
发明内容
基于此,有必要提供一种能够用于喷墨打印且能够简化量子点发光器件的制备步骤的电子墨水。
此外,还提供一种电子墨水的制备方法、应用和量子点发光器件的制备方法。
一种电子墨水,按重量百分比计,包括如下组分:
其中,所述第一溶剂为介电常数小于2.5的非极性有机溶剂或介电常数在2.5~4.0的极性有机溶剂,所述第二溶剂为介电常数大于4.0的极性有机溶剂,所述第二溶剂的沸点比所述第一溶剂的沸点低,且所述第二溶剂的沸点比所述第三溶剂的沸点低,所述第三溶剂与所述第一溶剂互溶,且所述第三溶剂与所述第二溶剂互溶,所述纳米金属颗粒具有油溶性。
在其中一个实施例中,所述电子墨水的粘度为3cP~12cP,所述电子墨水的表面张力为30dynes/cm~42dynes/cm。
在其中一个实施例中,所述纳米氧化锌基材料选自ZnO、Znx1Mgy1Tiz1O、Znx2Cd1-x2O、Znx3Aly3O、Znx4Niy4O、Znx5Tiy5 Snz2O和Znx6Wy6O中的至少一种;其中,1≤x1≤2,0≤y1≤2,0≤z1≤4,且y1、z1不同时为0;0<x2<1;1≤x3≤2,0<y3≤2;1≤x4≤2,1≤y4≤2;1≤x5≤2,0≤y5≤4,0≤z2≤4,且y5、z2不同时为0;1≤x6≤2,0<y6≤2。
在其中一个实施例中,所述纳米金属颗粒选自纳米银、纳米金、纳米铝及纳米铜中的至少一种。
在其中一个实施例中,所述第一溶剂为烃类溶剂或烃类衍生物溶剂。
在其中一个实施例中,所述第一溶剂的沸点为200℃~350℃,所述第二溶剂的沸点为80℃~150℃,所述第三溶剂的沸点为200℃~350℃。
在其中一个实施例中,所述第一溶剂选自十二烷、十三烷、十四烷、联环己烷、十二烷基苯、环己基苯、正己基苯、联苯、四氢化萘、十氢化萘、1-甲基萘、二甲基萘、3-异丙基联苯、茚、苄基苯、二乙烯基苯、茚满及环氧苯乙烷中的至少一种。
在其中一个实施例中,所述第二溶剂选自丙醇、丁醇、3-甲基-1-丁醇、2-乙基丁醇、戊醇、1-甲基戊醇、4-甲基-2-戊醇、3-乙基-3-戊醇、2-甲基-2-己醇及2-己醇中的至少一种。
在其中一个实施例中,所述第三溶剂为主链含C6~C20碳链长度的一元醇类溶剂。
在其中一个实施例中,所述第三溶剂选自庚醇、壬醇、4-甲基-3-庚醇、2-乙基己醇、三甲基壬醇、5-乙基-2-壬醇、2-己基-1-癸醇和2-辛基十二醇、3-甲基苯戊醇、7-苯基-1-庚醇及1-苯基-1-辛醇中的至少一种。
在其中一个实施例中,按重量百分比计,所述电子墨水还包括0.01%~4%的添加剂,所述添加剂选自表面活性剂、消泡剂及保湿剂中的至少一种。
一种电子墨水的制备方法,包括以下步骤:
按重量百分比称取如下组分:10%~20%的第一溶剂、5%~20%的第二溶剂、50%~70%的第三溶剂、0.2%~3%的纳米氧化锌基材料及3%~10%的纳米金属颗粒;
将所述纳米氧化锌基材料分散于所述第二溶剂中,得到第一分散液;
将40%~60%的所述第三溶剂与所述第一分散液混合,得到第二分散液;
将所述纳米金属颗粒分散于所述第一溶剂中,得到第三分散液;
将剩余的所述第三溶剂与所述第三分散液混合,得到第四分散液;及
混合所述第二分散液和所述第四分散液,得到所述电子墨水;
其中,所述第一溶剂为介电常数小于2.5的非极性有机溶剂或介电常数在2.5~4.0的极性有机溶剂,所述第二溶剂为介电常数大于4.0的极性有机溶剂,所述第二溶剂的沸点比所述第一溶剂的沸点低,且所述第二溶剂的沸点比所述第三溶剂的沸点低,所述第三溶剂与所述第一溶剂互溶,且所述第三溶剂与所述第二溶剂互溶,所述纳米金属颗粒具有油溶性。
一种电子墨水在制备量子点发光器件中的应用。
一种量子点发光器件的制备方法,包括如下步骤:
在基底层上形成空穴功能层;
在所述空穴功能层上形成发光层;及
在所述发光层上用电子墨水形成墨水层,干燥后得到量子点发光器件。
上述电子墨水中纳米氧化锌基材料为醇溶性的,能够分散在极性大的第二溶剂中,而纳米金属颗粒为油溶性的,能够分散在非极性或弱极性的第一溶剂中。而含量高的第三溶剂能够同时分散纳米氧化锌基材料和纳米金属颗粒,并将极性相差较大的第一溶剂和第二溶剂能够通过第三溶剂均匀混合,使电子墨水稳定存在并通过调节各组分的比例,使电子墨水能够用于喷墨打印。由于第二溶剂沸点低于第一溶剂,因此电子墨水打印结束后,在室温真空干燥过程中,第二溶剂挥发较快,第一溶剂浓度增加,对纳米氧化锌基材料的稳定性造成影响,使纳米氧化锌基材料先沉降,形成ETL层。然后剩下的第一溶剂和第三溶剂挥发完后经烧结形成阴极层。因此通过选用三种不同极性、不同沸点的溶剂能够使上述电子墨水喷墨打印完成后纳米氧化锌基材料与纳米金属颗粒发生相分离,一次打印即形成量子点发光器件的ETL层和阴极层两层结构,简化了量子点发光器件的制备步骤。
附图说明
图1为一实施方式的电子墨水的制备方法的流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施例的目的,不是旨在于限制本发明。
需要说明的是,本文所指的溶剂的沸点均为在一个标准大气压下的沸点,本文中粘度及表面张力的测试均在25℃下进行。
一实施方式的电子墨水能够用于喷墨打印且能够一次打印形成QLED器件的两层结构。上述电子墨水按重量百分比计,包括如下组分:10%~20%的第一溶剂、5%~20%的第二溶剂、50%~70%的第三溶剂、0.2%~3%的纳米氧化锌基材料及3%~10%的纳米金属颗粒。
第一溶剂为介电常数小于2.5的非极性有机溶剂或介电常数在2.5~4.0的极性有机溶剂。具体地,第一溶剂为烃类溶剂或烃类衍生物溶剂。进一步地,第一溶剂选自十二烷、十三烷、十四烷、联环己烷、十二烷基苯、环己基苯、正己基苯、联苯、四氢化萘、十氢化萘、1-甲基萘、二甲基萘、3-异丙基联苯、茚、苄基苯、二乙烯基苯、茚满及环氧苯乙烷中的至少一种。
第二溶剂为强极性有机溶剂。具体地,第二溶剂的介电常数大于4.0。进一步地,第二溶剂为强极性的醇类溶剂。第二溶剂选自丙醇、丁醇、3-甲基-1-丁醇、2-乙基丁醇、戊醇、1-甲基戊醇、4-甲基-2-戊醇、3-乙基-3-戊醇、2-甲基-2-己醇及2-己醇中的至少一种。
第三溶剂与第一溶剂互溶,且第三溶剂与第二溶剂互溶,以使极性相差较大的第一溶剂和第二溶剂能够通过第三溶剂均匀混合。具体地,第三溶剂为主链含C6~C20碳链长度的一元醇类溶剂。进一步地,第三溶剂还可以带有其他碳链支链或芳香基团支链。具体地,第三溶剂选自庚醇、壬醇、4-甲基-3-庚醇、2-乙基己醇、三甲基壬醇、5-乙基-2-壬醇、2-己基-1-癸醇和2-辛基十二醇、3-甲基苯戊醇、7-苯基-1-庚醇及1-苯基-1-辛醇中的至少一种。
纳米氧化锌基材料为醇溶性的,且能够分散在第二溶剂中。纳米氧化锌基材料的粒径为2nm~20nm。纳米氧化锌基材料表面极性较强,在醇类溶剂中较易分散,因此能够分散在强极性的第二溶剂中。进一步地,纳米氧化锌基材料选自ZnO、Znx1Mgy1Tiz1O、Znx2Cd1- x2O、Znx3Aly3O、Znx4Niy4O、Znx5Tiy5Snz2O和Znx6Wy6O中的至少一种;其中,1≤x1≤2,0≤y1≤2,0≤z1≤4,且y1、z1不同时为0;0<x2<1;1≤x3≤2,0<y3≤2;1≤x4≤2,1≤y4≤2;1≤x5≤2,0≤y5≤4,0≤z2≤4,且y5、z2不同时为0;1≤x6≤2,0<y6≤2。具体地,Znx1MgylTiz1O、Znx2Cd1-x2O、Znx3Aly3O、Znx4Niy4O、Znx5Tiy5Snz2O和Znx6Wy6O为ZnO与相应的金属离子或化合物掺杂所形成。通过掺杂金属元素能够改变纳米氧化锌的电子传输能力,以满足不同量子点发光二极管的要求。
纳米金属颗粒具有油溶性,能够分散在非极性或弱极性的第一溶剂中。纳米金属颗粒的粒径为2nm~20nm。具体地,纳米金属颗粒选自纳米银、纳米金、纳米铝及纳米铜中的一种或几种。
由于第三溶剂为长碳链脂肪醇,其一端为羟基,对纳米氧化锌基材料具有一定的分散作用,另一端为亲油性的长碳链,对纳米金属颗粒具有一定的分散作用。且第三溶剂含有长碳链及羟基,能够与第一溶剂、第二溶剂均互溶,使整个溶液分散均匀,不出现分层现象。
进一步地,第二溶剂的沸点比第一溶剂的沸点低,且第二溶剂的沸点比第三溶剂的沸点低。具体地,第一溶剂的沸点为200℃~350℃,第二溶剂的沸点为80℃~150℃,第三溶剂的沸点为200℃~350℃。因此,第二溶剂较第一溶剂、第三溶剂更容易挥发,当电子墨水打印结束后,在室温真空干燥过程中,第二溶剂挥发较快,第一溶剂浓度增加,对纳米氧化锌基材料的稳定性造成一定影响,因此纳米氧化锌基材料先沉降,形成ETL层。然后第一溶剂和第三溶剂挥发完后,纳米金属颗粒形成纳米金属层。纳米金属层再经过烧结形成阴极层,从而通过一次喷墨打印实现了纳米氧化锌基材料与纳米金属颗粒的相分离,形成了量子点发光器件的ETL层和阴极层两层结构。
具体地,上述电子墨水的粘度为3cP~12cP,表面张力为30dynes/cm~42dynes/cm。上述粘度能够满足喷墨打印对电子墨水粘度的要求,以使上述电子墨水能够用于喷墨打印。
进一步地,在一些实施方式中,电子墨水还包括添加剂,添加剂选自表面活性剂、消泡剂及保湿剂中的至少一种。在电子墨水中加入添加剂能够提高电子墨水的稳定性。
具体地,上述添加剂在电子墨水中的含量为0.01%~4%(按重量百分比计)。其中,表面活性剂选自硬脂酸、油酸、月桂酸、十二烷基磺酸钠、三乙醇胺、月桂醇硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、季铵化物、羟丙基纤维素、藻酸钠、果胶酸钠、羟甲基纤维素、甲基丙烯酸接枝淀粉、壳聚酸、乙烯吡啶共聚物、聚硅氧烷、聚乙烯醚、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、马来酸共聚物及聚氧乙烯、聚乙烯亚胺、聚氧丙烯、聚氧丁烯、聚苯乙烯的嵌段共聚物、美国空气化学的465、拜耳N-75、道康宁DC-29、EFKA-3580、BYK-345、BYK-020中的一种或几种。消泡剂选自聚硅氧烷、聚醚、乳化硅油、高碳醇、磷酸三丁酯、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧丙烯及聚醚改性的有机硅中的一种或几种。保湿剂选自乙二醇、聚乙二醇、木糖醇、丙二醇、二乙二醇、甘油、三乙二醇丁醚、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、1,5-戊二醇、三羟甲基丙烷、1,6-己二醇、2-甲基-2,4-戊二醇及聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种。
上述电子墨水通过调节各组分的比例,使电子墨水能够用于喷墨打印并利用第一溶剂和第二溶剂的极性、沸点差异,实现了喷墨打印后纳米氧化锌基材料与纳米金属颗粒的分离,从而通过一次打印即形成了QLED器件的电子传输层和阴极层两层结构,简化了量子点发光器件的制备步骤。由于第二溶剂的沸点较第一溶剂低,因此当上述电子墨水打印结束后,在室温下真空干燥过程中,第二溶剂挥发较快,第一溶剂浓度增加,对纳米氧化锌基材料的稳定性造成一定影响,因此纳米氧化锌基材料先沉降,从而形成电子传输层。而剩下的第一溶剂和第三溶剂挥发后,纳米金属颗粒沉降并经过烧结形成阴极层,从而得到QLED器件的两层结构。
此外,上述电子墨水实现了用喷墨打印的方式制备量子点发光器件,为上述电子墨水提供了一种新用途。
另外,利用含量较高的第三溶剂提高了电子墨水的稳定性。由于第三溶剂为长碳链一元醇类溶剂,其中一端为羟基,对纳米氧化锌基材料有一定的分散作用,而另一端为亲油性的长碳链,对纳米金属颗粒有一定的分散作用,而第一溶剂、第二溶剂的含量均较少,所以都不会对纳米氧化锌基材料及纳米金属颗粒的稳定性造成影响,因此上述电子墨水能够稳定存在。
一实施方式的电子墨水的制备方法,包括以下步骤:
S110:按重量百分比称取如下组分:10%~20%的第一溶剂、5%~20%的第二溶剂、50%~70%的第三溶剂、0.2%~3%的纳米氧化锌基材料及3%~10%的纳米金属颗粒。
S120:将纳米氧化锌基材料分散于第二溶剂中,得到第一分散液。
S130:将40%~60%的第三溶剂与第一分散液混合,得到第二分散液。
S140:将纳米金属颗粒分散于第一溶剂中,得到第三分散液。
S150:将剩余的第三溶剂与第三分散液混合,得到第四分散液。
S160:混合第二分散液和第四分散液,得到电子墨水。
具体地,步骤S120、步骤S130、步骤S140、步骤S150及步骤S160均在搅拌条件下进行。搅拌为常规的磁力搅拌或机械搅拌。采用搅拌能够使纳米氧化锌基材料、纳米金属颗粒充分地分散在溶剂中并得到稳定的分散液。
需要说明的是,步骤S120与步骤S140的顺序不限于步骤S120在前、步骤S140在后,还可以是步骤S140在前、步骤S120在后,或者步骤S120与步骤S140同时进行。
上述电子墨水的制备方法简单易行,易于操作,能够用于电子墨水的工业化生产。
一实施方式的量子点发光器件的制备方法,包括以下步骤:
S210:在基底层上形成空穴功能层。
具体地,基底层为氧化铟锡。空穴功能层包括空穴注入层和空穴传输层。
S220:在空穴功能层上形成发光层。
具体地,发光层为量子点发光层。
S230:在发光层上用上述电子墨水形成墨水层,干燥后得到量子点发光器件。
具体地,在发光层上用上述电子墨水形成墨水层,干燥后得到量子点发光器件的步骤包括在发光层上将上述电子墨水进行喷墨打印形成墨水层,然后将墨水层经真空干燥分别形成电子传输层和金属层,金属层经烧结后形成阴极层,从而得到量子点发光器件。
由于第二溶剂的沸点低于第一溶剂,因此电子墨水喷墨打印结束后,墨水层在真空干燥过程中,第二溶剂挥发较快,第一溶剂浓度增加,对纳米氧化锌基材料的稳定性造成影响,使纳米氧化锌基材料先沉降,形成ETL层。然后剩下的第一溶剂和第三溶剂挥发完后,纳米金属颗粒形成金属层并经烧结形成阴极层。ETL层、阴极层和发光层、空穴功能层、基底层共同得到量子点发光器件。
上述量子点发光器件的制备方法实现了用喷墨打印的方式制备量子点发光器件,而且一次打印即形成量子点发光器件的ETL层和阴极层两层结构,简化了操作,降低了量子点发光器件的制造成本。
以下为具体实施例部分,其中,各实施例中所使用的粘度测试仪为LAMYCP2000-100T,所使用的表面张力测试仪为JYW-200C全自动表面张力仪器:
实施例1
在搅拌的情况下,将2g纳米ZnO分散于10g 4-甲基-2-戊醇,得到第一分散液。在搅拌条件下,将35g三甲基壬醇与第一分散液混合,得到第二分散液。在搅拌条件下,将5g纳米银颗粒分散于13g十二烷中,得到第三分散液。在搅拌条件下,将35g三甲基壬醇与第三分散液混合,得到第四分散液。在搅拌条件下,混合第四分散液和第二分散液,得到纳米ZnO电子墨水。
上述纳米ZnO电子墨水的粘度为6.2cp,表面张力为33.4dynes/cm。
实施例2
在搅拌的情况下,将1g纳米ZnMgO分散于8g 3-甲基-1-丁醇,得到第一分散液。在搅拌条件下,将35g 2-己基-1-癸醇与第一分散液混合,得到第二分散液。在搅拌条件下,将6g纳米银颗粒分散于15g十二烷中,得到第三分散液。在搅拌条件下,将35g 2-己基-1-癸醇与第三分散液混合,得到第四分散液。在搅拌条件下,混合第四分散液和第二分散液,得到纳米ZnMgO电子墨水。
上述纳米ZnMgO电子墨水的粘度为6.8cp,表面张力为32.8dynes/cm。
实施例3
在搅拌的情况下,将3g纳米ZnMgO分散于10g 1-甲基戊醇中,得到第一分散液。在搅拌条件下,将31g 2-辛基十二醇与第一分散液混合,得到第二分散液。在搅拌条件下,将10g纳米银颗粒分散于15g联苯中,得到第三分散液。在搅拌条件下,将31g2-辛基十二醇与第三分散液混合,得到第四分散液。在搅拌条件下,混合第四分散液和第二分散液,得到纳米ZnMgO电子墨水。
上述纳米ZnMgO电子墨水的粘度为5.6cp,表面张力为33.7dynes/cm。
实施例4
在搅拌的情况下,将1g纳米ZnMgO分散于10g 3-乙基-3-戊醇,得到第一分散液。在搅拌条件下,将33g壬醇与第一分散液混合,得到第二分散液。在搅拌条件下,将3g纳米银颗粒分散于20g四氢化萘中,得到第三分散液。在搅拌条件下,将33g壬醇与第三分散液混合,得到第四分散液。在搅拌条件下,混合第四分散液和第二分散液,得到纳米ZnMgO电子墨水。
上述纳米ZnMgO电子墨水的粘度为7.1cp,表面张力为32.6dynes/cm。
实施例5
在搅拌的情况下,将0.2g纳米ZnMg2O、纳米Zn2Ti4O与纳米Zn0.5Cd0.5O的混合物分散于5g丙醇、丁醇与戊醇的混合溶剂中,得到第一分散液。在搅拌条件下,将27.2g庚醇、4-甲基-3-庚醇与2-乙基己醇的混合溶剂与第一分散液混合,得到第二分散液。在搅拌条件下,将8g纳米金颗粒分散于18.8g十三烷、十四烷与十二烷基苯的混合溶液中,得到第三分散液。在搅拌条件下,将40.8g庚醇、4-甲基-3-庚醇与2-乙基己醇的混合溶剂与第三分散液混合,得到第四分散液。在搅拌条件下,混合第四分散液和第二分散液,得到纳米ZnMg2O、纳米Zn2Ti4O与纳米Zn0.5Cd0.5O混合的电子墨水。
上述纳米ZnMg2O、纳米Zn2Ti4O与纳米Zn0.5Cd0.5O混合的电子墨水的粘度为6.8cp,表面张力为33.6dynes/cm。
实施例6
在搅拌的情况下,将3g纳米ZnAl2O、纳米Zn2AlO、纳米ZnNi2O与纳米Zn2NiO的混合物分散于20g 2-乙基丁醇、2-甲基-2-己醇与2-己醇的混合溶剂中,得到第一分散液。在搅拌条件下,将32.4g 5-乙基-2-壬醇、3-甲基苯戊醇、7-苯基-1-庚醇与1-苯基-1-辛醇的混合溶剂与第一分散液混合,得到第二分散液。在搅拌条件下,将7g纳米铜颗粒分散于16g联环己烷、环己基苯、1-甲基萘、二甲基萘与3-异丙基联苯的混合溶液中,得到第三分散液。在搅拌条件下,将21.6g5-乙基-2-壬醇、3-甲基苯戊醇、7-苯基-1-庚醇与1-苯基-1-辛醇的混合溶剂与第三分散液混合,得到第四分散液。在搅拌条件下,混合第四分散液和第二分散液,得到纳米ZnAl2O、纳米Zn2AlO、纳米ZnNi2O与纳米Zn2NiO混合的电子墨水。
上述纳米ZnAl2O、纳米Zn2AlO、纳米ZnNi2O与纳米Zn2NiO混合的电子墨水的粘度为7.4cp,表面张力为34.1dynes/cm。
实施例7
在搅拌的情况下,将1g纳米ZnTi4O、纳米Zn2Sn4O、纳米ZnW2O与纳米Zn2WO的混合物分散于14g丁醇与2-乙基丁醇的混合溶剂中,得到第一分散液。在搅拌条件下,将35g庚醇与壬醇的混合溶剂加入到第一分散液中,得到第二分散液。在搅拌条件下,将4g纳米铜与纳米铝的混合颗粒分散于10g苄基苯、正己基苯、茚、茚满与二乙烯基苯的混合溶剂中,得到第三分散液。在搅拌条件下,将35g庚醇与壬醇的混合溶剂加入到第三分散液中,得到第四分散液。在搅拌条件下,混合第四分散液和第二分散液,并加入1g硬脂酸表面活性剂,得到纳米ZnTi4O、纳米Zn2Sn4O、纳米ZnW2O与纳米Zn2WO混合的电子墨水。
上述纳米ZnTi4O、纳米Zn2Sn4O、纳米ZnW2O与纳米Zn2WO混合的电子墨水的粘度为8.2cp,表面张力为33.4dynes/cm。
对比例1
在搅拌的情况下,将2g纳米ZnO分散于35g三甲基壬醇中,得到第一分散液。在搅拌条件下,将5g纳米银颗粒分散于35g三甲基壬醇中,得到第二分散液。在搅拌条件下,混合第一分散液和第二分散液,得到纳米ZnO电子墨水。
上述纳米ZnO电子墨水的粘度为25cp,表面张力为31dynes/cm。
上述纳米ZnO电子墨水由于只用醇类溶剂,粘度过大,无法进行喷墨打印。而且ZnO与纳米银颗粒只分散于一种溶剂,溶剂挥发干后,很明显只能得到ZnO与纳米银颗粒的混合层,不能分别得到纳米氧化锌层和纳米金属层。
对比例2
在搅拌的情况下,将2g纳米ZnO分散于10g 4-甲基-2-戊醇,得到第一分散液。在搅拌条件下,将5g纳米银颗粒分散于13g十二烷中,得到第二分散液。在搅拌条件下,混合第一分散液和第二分散液,得到纳米ZnO电子墨水。
上述纳米ZnO电子墨水由于仅采用极性相差较大的第一溶剂和第二溶剂,电子墨水不稳定,不能进行喷墨打印。
因此,由上述实施例制备的电子墨水通过调节三种溶剂的配比,使得电子墨水能够用于喷墨打印且经一次喷墨打印能够形成两层结构。而对比例中的电子墨水不能进行喷墨打印,也不能得到两层结构。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (14)
2.根据权利要求1所述的电子墨水,其特征在于,所述电子墨水的粘度为3cP~12cP,所述电子墨水的表面张力为30dynes/cm~42dynes/cm。
3.根据权利要求1所述的电子墨水,其特征在于,所述纳米氧化锌基材料选自ZnO、Znx1Mgy1Tiz1O、Znx2Cd1-x2O、Znx3Aly3O、Znx4Niy4O、Znx5Tiy5Snz2O和Znx6Wy6O中的至少一种;其中,1≤x1≤2,0≤y1≤2,0≤z1≤4,且y1、z1不同时为0;0<x2<1;1≤x3≤2,0<y3≤2;1≤x4≤2,1≤y4≤2;1≤x5≤2,0≤y5≤4,0≤z2≤4,且y5、z2不同时为0;1≤x6≤2,0<y6≤2。
4.根据权利要求1所述的电子墨水,其特征在于,所述纳米金属颗粒选自纳米银、纳米金、纳米铝及纳米铜中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的电子墨水,其特征在于,所述第一溶剂为烃类溶剂或烃类衍生物溶剂。
6.根据权利要求1所述的电子墨水,其特征在于,所述第一溶剂的沸点为200℃~350℃,所述第二溶剂的沸点为80℃~150℃,所述第三溶剂的沸点为200℃~350℃。
7.根据权利要求1~6任一项所述的电子墨水,其特征在于,所述第一溶剂选自十二烷、十三烷、十四烷、联环己烷、十二烷基苯、环己基苯、正己基苯、联苯、四氢化萘、十氢化萘、1-甲基萘、二甲基萘、3-异丙基联苯、茚、苄基苯、二乙烯基苯、茚满及环氧苯乙烷中的至少一种。
8.根据权利要求1~6任一项所述的电子墨水,其特征在于,所述第二溶剂选自丙醇、丁醇、3-甲基-1-丁醇、2-乙基丁醇、戊醇、1-甲基戊醇、4-甲基-2-戊醇、3-乙基-3-戊醇、2-甲基-2-己醇及2-己醇中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的电子墨水,其特征在于,所述第三溶剂为主链含C6~C20碳链长度的一元醇类溶剂。
10.根据权利要求9所述的电子墨水,其特征在于,所述第三溶剂选自庚醇、壬醇、4-甲基-3-庚醇、2-乙基己醇、三甲基壬醇、5-乙基-2-壬醇、2-己基-1-癸醇和2-辛基十二醇、3-甲基苯戊醇、7-苯基-1-庚醇及1-苯基-1-辛醇中的至少一种。
11.根据权利要求1所述的电子墨水,其特征在于,按重量百分比计,所述电子墨水还包括0.01%~4%的添加剂,所述添加剂选自表面活性剂、消泡剂及保湿剂中的至少一种。
12.一种电子墨水的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
按重量百分比称取如下组分:10%~20%的第一溶剂、5%~20%的第二溶剂、50%~70%的第三溶剂、0.2%~3%的纳米氧化锌基材料及3%~10%的纳米金属颗粒;
将所述纳米氧化锌基材料分散于所述第二溶剂中,得到第一分散液;
将40%~60%的所述第三溶剂与所述第一分散液混合,得到第二分散液;
将所述纳米金属颗粒分散于所述第一溶剂中,得到第三分散液;
将剩余的所述第三溶剂与所述第三分散液混合,得到第四分散液;及
混合所述第二分散液和所述第四分散液,得到所述电子墨水;
其中,所述第一溶剂为介电常数小于2.5的非极性有机溶剂或介电常数在2.5~4.0的极性有机溶剂,所述第二溶剂为介电常数大于4.0的极性有机溶剂,所述第二溶剂的沸点比所述第一溶剂的沸点低,且所述第二溶剂的沸点比所述第三溶剂的沸点低,所述第三溶剂与所述第一溶剂互溶,且所述第三溶剂与所述第二溶剂互溶,所述纳米金属颗粒具有油溶性。
13.权利要求1~11任一项所述的电子墨水或权利要求12所述的电子墨水的制备方法制备得到的电子墨水在制备量子点发光器件中的应用。
14.一种量子点发光器件的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
在基底层上形成空穴功能层;
在所述空穴功能层上形成发光层;及
在所述发光层上用权利要求1~11任一项所述的电子墨水或权利要求12所述的电子墨水的制备方法制备得到的电子墨水形成墨水层,干燥后得到量子点发光器件。
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