无机纳米材料印刷油墨及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种无机纳米材料印刷油墨，包括至少一种无机纳米材料和至少一种醇胺类有机溶剂，所述醇胺类有机溶剂的结构如结构通式Ⅰ所示：

【技术实现步骤摘要】
无机纳米材料印刷油墨及其制备方法
本专利技术属于电致发光二极管显示
，尤其涉及一种无机纳米材料印刷油墨及其制备方法。
技术介绍
既不同于微观原子、分子团簇，又不同于宏观体相材料，无机纳米粒子材料是一种介于宏观固体和分子间的亚稳中间态物质。由于无机纳米粒子的表面原子与体相总原子数之比随粒径尺寸的减少而急剧增大，使其显示出强烈的体积效应、量子效应、表面效应和宏观量子隧道效应。量子点(QD)发光材料具有发射频率随尺寸变化而改变、发射线宽窄、发光量子效率相对较高以及超高的光稳定性和溶液处理的特性。近年来，量子点发光材料作为发光层的电致发光器件(QLED)得到了迅速发展，器件寿命得到很大的提高。量子点发光材料作为发光层的量子点发光二极管(QLED)在固态照明、平板显示等领域显示较好的应用前景，受到了学术界以及产业界的广泛关注。量子点的溶液处理特性使得量子点发光层可以通过旋涂、刮涂、喷射、喷墨打印等多种方式制备。相对前面几种方法，喷墨打印技术可以精确地按所需量将量子点发光材料沉积在适当位置，让半导体材料均匀沉积形成薄膜层。采用该方式制备量子点发光层，材料利用率非常高，且简化制作工艺，容易普及量产，降低整体生产成本。喷墨印刷技术是目前公认的可以解决量子点发光二极管(QLED)器件大尺寸制造难题的有效方法。但是，目前用于喷墨打印的量子点油墨基本上都是将量子点直接分散在溶剂中制成。然而相对分散性好的溶剂，如甲苯、氯仿等，得到的量子点油墨粘度非常小，沸点也很低；当将量子点溶于一些粘度较大的溶剂，如长烷烃醇类溶剂时，量子点的分散效果又很差，导致制备的量子点膜厚度不一致，均匀性很差。而量子点油墨与传统油墨不同，具有绝缘性质的聚合物添加剂的引入往往会降低薄膜的电荷传输能力，对器件的光电性能具有负面影响，限制了其在光电器件中的广泛应用。为了保证量子层间电荷的有效传输，量子点膜层材料要尽量少的引入不必要的有机材料。因此，迫切需要研发一种既能提高粘度、又具有较好分散性的溶剂，从而使得量子点油墨能够满足喷墨打印要求，稳定出墨，稳定铺展，干燥均匀，成膜均一。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种无机纳米材料印刷油墨及其制备方法，旨在解决现有的无机纳米材料印刷油墨粘度、沸点和分散效果难以兼顾的问题。本专利技术是这样实现的，一种无机纳米材料印刷油墨，包括至少一种无机纳米材料和至少一种醇胺类有机溶剂，所述醇胺类有机溶剂的结构如结构通式Ⅰ所示：其中，所述a、b、c单独选自0或1，且所述a、b、c不同时为0；所述R1、R2、R3单独选自H、C1-30的脂肪族、芳香族基团，所述R1、R2、R3不同时为H，且只有当所述a为0时，R1为氢；当所述b为0时，R2为氢；当所述c为0时，所述R3为氢。以及，一种无机纳米材料薄膜的制备方法，包括以下步骤：按照上述无机纳米材料印刷油墨的配方称取各组分；将无机纳米材料溶于有机溶剂中形成无机纳米材料印刷油墨，其中，所述有机溶剂中至少含有一种醇胺类有机溶剂；采用喷墨打印在载体上沉积无机纳米印刷油墨，经过加热干燥处理，得到无机纳米材料薄膜。本专利技术提供的无机纳米材料印刷油墨，采用具有结构通式Ⅰ所示的醇胺类作为有机溶剂，不仅能够使得无机纳米材料在印刷油墨中分散均匀、稳定储存。而且，含有上述特定结构的醇胺类有机溶剂的无机纳米材料印刷油墨，其表面张力在20-50mN/m范围内，在25-35℃条件下的粘度为0.5-50.0mPa.s，能够满足目前喷墨打印机对粘度和表面张力的要求，实现无机纳米材料层的喷墨打印方式，得到具有像素点阵、高分辨率、电致激发的无机纳米材料发光层。同时，本专利技术提供的无机纳米材料印刷油墨具有适当的挥发性能，可以使得打印制备的无机纳米材料层中的有机分子挥发完全，形成致密排布的膜层，从而有效保证无机纳米材料间电荷传输，降低阈值电压，提高能效(如促使电子、空穴可以进行复合辐射发光)。综上，本专利技术提供的无机纳米材料印刷油墨具有适当粘度、表面张力、分散性能、挥发性能，特别适合喷墨打印制备无机纳米材料层，如通过喷墨打印方法制备发光二极管中的无机纳米材料发光层。本专利技术提供的无机纳米材料薄膜的制备方法，只需将无机纳米材料在有机溶剂中充分分散，制得无机纳米材料印刷油墨，进而在载体上进行喷墨打印、干燥即可获得，方法简单，易于实现标准化控制。具体实施方式为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供了一种无机纳米材料印刷油墨，包括至少一种无机纳米材料和至少一种醇胺类有机溶剂，所述醇胺类有机溶剂的结构如结构通式Ⅰ所示：其中，所述a、b、c单独选自0或1，且所述a、b、c不同时为0；所述R1、R2、R3单独选自H、C1-30的脂肪族、芳香族基团，所述R1、R2、R3不同时为H，且只有当所述a为0时，R1为氢；当所述b为0时，R2为氢；当所述c为0时，所述R3为氢。具体的，本专利技术实施例无机纳米材料印刷油墨含有有机溶剂，所述有机溶剂可以只含有醇胺类有机溶剂，也可以为醇胺类有机溶剂与其他辅助有机溶剂形成的混合溶剂。所述醇胺类有机溶剂可以采用一种或多种，同时，所述无机纳米材料也可以采用一种或多种。作为一种具体实施情形，所述有机溶剂还包括辅助有机溶剂，且以所述无机纳米材料印刷油墨的总重量为100％计，各组分含量如下所示：无机纳米材料0.01-20％；醇胺类有机溶剂0.01-99.9％；辅助有机溶剂0-99.8％。具体的，所述醇胺类有机溶剂的沸点为50℃-350℃。本专利技术实施例中，基于喷墨打印的需要，溶剂温度过高或过低都不利于形成致密排布的膜层。具体的，当溶剂沸点过低时，印刷油墨在喷墨打印制备膜层的过程中，溶剂挥发，从而影响印刷油墨的整体性能(如分散性能、粘度、表面张力)，无法满足喷墨打印要求；当溶剂沸点过高时，在后续成膜过程中需借助高温才能去除，这样会影响印刷油墨中的溶质成分如无机纳米材料的性能，如造成量子点的荧光淬灭。本专利技术实施例提供的合适沸点的所述醇胺类有机溶剂，具有适于喷墨打印制备无机纳米材料层时合适的挥发性能，从而有利于形成致密排布的膜层。本专利技术实施例中，所述醇胺类有机溶剂在25℃下的粘度范围为0.5cPs-30cPs，在25℃下的表面张力为20-50mN/m，能够满足目前喷墨打印机对粘度和表面张力的要求，实现无机纳米材料层的喷墨打印方式，得到具有像素点阵、高分辨率、电致激发的无机纳米材料发光层。具体的，本专利技术实施例中，所述C1-30的脂肪族、芳香族基团可以含有或不含有取代基团，当所述C1-30的脂肪族、芳香族基团含有取代基团时，可以含有一个或多个取代基，所述取代基包括烷基、芳基、硝基、氰基、氨基、-N(R’)(R”)、卤素、羟基、羧基、酯基、醚基、羰基、烯基、炔基、环烷基、烷氧基、芳基、杂芳基、芳氧基、杂芳氧基、烷氧羰基、全氟烷基、全氟烷氧基、硫代烷氧基、-S(O)2-N(R’)(R”)、-C(＝O)-N(R’)(R”)、(R’)(R”)正烷基、(R’)(R”)正烷氧基、(R’)(R”)正烷基、芳氧基烷基、-S(O)s-芳基、-S(O)s-杂芳基、甲硅烷基基团，其中，所述s的取值范本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无机纳米材料印刷油墨，其特征在于，包括至少一种无机纳米材料和至少一种醇胺类有机溶剂，所述醇胺类有机溶剂的结构如结构通式Ⅰ所示：

【技术特征摘要】
1.一种无机纳米材料印刷油墨，其特征在于，包括至少一种无机纳米材料和至少一种醇胺类有机溶剂，所述醇胺类有机溶剂的结构如结构通式Ⅰ所示：其中，所述a、b、c单独选自0或1，且所述a、b、c不同时为0；所述R1、R2、R3单独选自H、C1-30的脂肪族、芳香族基团，所述R1、R2、R3不同时为H，且只有当所述a为0时，R1为氢；当所述b为0时，R2为氢；当所述c为0时，所述R3为氢。2.如权利要求1所述的无机纳米材料印刷油墨，其特征在于，所述无机纳米材料占无机纳米材料印刷油墨总重量的0.01-20％；和/或所述醇胺类有机溶剂占无机纳米材料印刷油墨总重量的0.01-99.9％。3.如权利要求1或2所述的无机纳米材料印刷油墨，其特征在于，所述醇胺类有机溶剂的沸点为50℃-350℃。4.如权利要求1或2所述的无机纳米材料印刷油墨，其特征在于，所述醇胺类有机溶剂在25℃下的粘度范围为0.5cPs-50cPs，在25℃下的表面张力为20-50mN/m。5.如权利要求1或2所述的无机纳米材料印刷油墨，其特征在于，所述C1-30的脂肪族、芳香族基团含有一个或多个取代基，所述取代基包括烷基、芳基、硝基、氰基、氨基、-N(R’)(R”)、卤素、羟基、羧基、酯基、醚基、羰基、烯基、炔基、环烷基、烷氧基、芳基、杂芳基、芳氧基、杂芳氧基、烷氧羰基、全氟烷基、全氟烷氧基、硫代烷氧基、-S(O)2-N(R’)(R”)、-C(＝O)-N(R’)(R”)、(R’)(R”)正烷基、(R’)(R”)正烷氧基、(R’)(R”)正烷基、芳氧基烷基、-S(O)s-芳基、-S(O)s-杂芳基、甲硅烷基基团，其中，所述s的取值范围为0-2，所述R’和R”单独选自烷基、环烷基、芳基、取代烷基、取代环烷基、取代芳基。6.如权利要求5所述的无机纳米材料印刷油墨，其特征在于，所述烷基包括支链烷基、直链烷基、环烷基。7.如权利要求5所述的无机纳米材料印刷油墨，其特征在于，所述烷基包括甲基、乙基、丙基、异丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、...

【专利技术属性】
技术研发人员：李雪，
申请(专利权)人：TCL集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44