一种复合墨水及其制备方法、器件技术

本发明专利技术公开一种复合墨水及其制备方法、器件，其中，所述复合墨水包括分散在醇类溶剂中的纳米金属颗粒、高分子材料以及P型纳米金属氧化物颗粒。所述复合墨水粘度、表面张力以及沸点等物理性能能够满足现在的喷墨打印设备，并且所述复合墨水可用于制备二极管发光器件的空穴注入层和/或空穴传输层，所述复合墨水在溶剂退火挥发后，P型纳米金属氧化物与所述纳米金属颗粒可以分相，不会导致发光材料的光淬灭；并且所述复合墨水中的纳米金属颗粒具有表面增强共振效应，同时所述高分子材料还能够平衡空穴和电子，提高空穴、电子复合效率，从而有效提升发光二极管器件的发光效率。

A Composite Ink and Its Preparation Method and Device

The invention discloses a composite ink, a preparation method and a device thereof, wherein the composite ink comprises nano metal particles dispersed in alcoholic solvents, macromolecule materials and P-type nano metal oxide particles. The physical properties of the composite ink such as viscosity, surface tension and boiling point can satisfy the present inkjet printing equipment, and the composite ink can be used to prepare the hole injection layer and/or the hole transport layer of the diode light emitting device. After the composite ink evaporates after solvent annealing, the P-type nano-metal oxide and the nano-metal particles can be phase-separated without causing the luminescent material. Photoquenching; and the nano-metal particles in the composite ink have surface enhanced resonance effect. At the same time, the macromolecule material can balance the holes and electrons, improve the composite efficiency of holes and electrons, thereby effectively improving the light-emitting efficiency of the light-emitting diode device.

【技术实现步骤摘要】
一种复合墨水及其制备方法、器件
本专利技术涉及发光二极管器件领域，尤其涉及一种复合墨水及其制备方法、器件。
技术介绍
表面等离子增强效应（surfaceplasmaenhancement，SPE）是无机纳米材料的另一特殊性质。对于币族金属来说，例如金、银或铜，其纳米尺寸下的颗粒会对特定波长的外界电磁波的激发产生共振，从而达到增强信号的效果。因此，所述纳米级别的金属粒子能够广泛地应用于光电转换器件，例如，对于发光显示二极管来说，所述纳米金属粒子带来的表面增强效应可用于放大半导体材料发出的光，从而提升器件的发光效率。氧化锌作为一种宽禁带材料，其禁带带隙在室温下约为3.37eV，且激子结合能高，属于n型半导体。氧化锌具有透光率高、电阻小等特点，其在光电转换和光电子器件中（如薄膜太阳能电池、有机薄膜发光二极管和量子点薄膜发光二极管中）作为电子传输层，有着广泛且深入的应用。类似地，氧化镍作为宽禁带材料，同样有着出色的化学稳定性和优良的光、电、磁学性能；所述氧化镍作为p型的半导体材料，同样受到半导体行业的重视。纳米氧化锌兼具纳米材料和宏观氧化锌的双重特性，尺寸的缩小伴随着表面电子结构和晶体结构的变化，产生了宏观氧化锌所不具有的表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观隧道效应，还具有高分散性的特点，可分散到有机溶剂中，为基于溶液进行的后期加工工艺，如喷涂、刮涂、喷墨打印创造了可能性。近年来，国内外已有诸多研究致力于将纳米金属粒子负载在纳米氧化锌或氧化镍结构上，以构造兼顾两种材料优点的纳米复合材料，用于制造电子传输层或/和空穴传输层，从而提高光电器件效率。然而，现有技术采用的工艺大多是气相沉积、蒸镀或蚀刻等制造成本高，能耗高，材料利用率低以及不符合工业化规模化生产需求的方法；并且现有的方法还不能够有效利用纳米颗粒材料易于溶剂化的特点。喷墨打印技术近年来在光电子器件制造行业上吸引了广泛的关注，特别是在薄膜显示器件制造技术中被认为是解决成本问题和实现规模化的有效途径，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薄膜显示屏，可提高材料的利用率，降低成本，提高产能。然而，喷墨打印设备对墨水的物理性能要求较高，例如合适的沸点、粘度、表面张力、以及分散均匀稳定的溶质，给墨水配制带来较大的困难；并且现有的墨水对器件的发光效率提升较差，同时在喷墨打印过程中还必须考虑墨水是否会对器件的其他结构造成物理或化学性质的改变和损毁。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种复合墨水及其制备方法、器件，旨在解决现有墨水易导致发光材料的光淬灭并且易对器件的其他结构造成物理或化学性质的改变和损毁的问题。本专利技术的技术方案如下：一种复合墨水，其中，包括分散在醇类溶剂中的纳米金属颗粒、高分子材料以及P型纳米金属氧化物颗粒。所述的复合墨水，其中，所述纳米金属颗粒为金、银、铜、铝、铁、铂、镍中的一种单质或多种元素组成合金的固态颗粒。所述的复合墨水，其中，所述纳米金属颗粒为球形颗粒。所述的复合墨水，其中，所述球形颗粒的直径为2-100nm。所述的复合墨水，其中，所述纳米金属颗粒为非球形颗粒，所述非球形颗粒的形状为纳米棒、纳米线、纳米正方体和纳米四面体中的一种或多种。所述的复合墨水，其中，所述非球形颗粒至少有一个维度的粒径为2-100nm。所述的复合墨水，其中，所述高分子材料为PVP、PMMA、PVK、TFB、交联TAPC和PEDOT/PSS中的一种或多种。所述的复合墨水，其中，所述P型纳米金属氧化物颗粒为纳米氧化镍颗粒、纳米氧化钼颗粒或纳米氧化钨颗粒。所述的复合墨水，其中，所述醇类溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、2-丁醇、叔丁醇、2-甲基-1-丙醇、乙二醇、葵醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、1,5-戊二醇、丙三醇、1,2,4-丁三醇和1,2,3-丁三醇中的一种或多种。所述的复合墨水，其中，所述复合墨水的浓度为1-100mg/ml。一种复合墨水的制备方法，其中，包括步骤：提供一种纳米金属颗粒溶液；提供一种高分子材料溶液；将P型纳米金属氧化物颗粒分散在醇类溶剂中，得到P型纳米金属氧化物颗粒分散液；将所述P型纳米金属氧化物颗粒分散液和高分子材料溶液加入到所述纳米金属颗粒溶液中，混合得到复合墨水。一种发光二极管器件，包括第一电极、空穴注入层和/或空穴传输层、发光层以及第二电极，其中，所述空穴注入层和/或空穴传输层采用所述任意一种复合墨水制备而成。有益效果：本专利技术制备的复合墨水，其粘度、表面张力以及沸点等物理性能能够满足现在的喷墨打印设备，并且所述复合墨水可用于制备二极管发光器件的空穴注入层和/或空穴传输层，所述复合墨水在溶剂退火挥发后，P型纳米金属氧化物与所述纳米金属颗粒可以分相，不会导致发光材料的光淬灭；并且所述复合墨水中的纳米金属颗粒具有表面增强共振效应，同时所述高分子材料还能够平衡空穴和电子，提高空穴和电子复合效率，从而有效提升发光二极管器件的发光效率。附图说明图1为本专利技术一种复合墨水的制备方法较佳实施例的流程图；图2为本专利技术实施例1中的器件发光光谱图；图3为本专利技术实施例2中的器件发光光谱图。具体实施方式本专利技术提供了一种复合墨水及器件，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参阅图1，图1为本专利技术一种复合墨水的制备方法较佳实施例的流程图，如图所示，其中包括步骤：S10、提供一种纳米金属颗粒溶液；S20、提供一种高分子材料溶液；S30、将P型纳米金属氧化物颗粒分散在醇类溶剂中，得到P型纳米金属氧化物颗粒分散液；S40、将所述P型纳米金属氧化物颗粒分散液和高分子材料溶液加入到所述纳米金属颗粒溶液中，混合得到复合墨水。具体来说，喷墨打印技术作为现有薄膜显示器件工业化、规模化生产的有效途径，能够显著提高薄膜显示器件的产能，降低其生产成本。然而，由于喷墨打印设备对墨水的物理性能和化学性能要求较高，例如合适的沸点、粘度、表面张力以及分散均匀且稳定的溶质等，这给墨水的制备带来较大的困难，并且现有墨水易导致发光材料的光淬灭并且易对器件的其他结构造成物理或化学性质的改变和损毁。为解决现有墨水所存在的问题，本实施方式提供了一种复合墨水的制备方法，通过将P型纳米金属氧化物颗粒分散液和高分子材料溶液加入到所述纳米金属颗粒溶液中，混合20-30h后，即得到复合墨水。也就是说，所述复合墨水包括分散在醇类溶剂中的纳米金属颗粒、高分子材料以及P型纳米金属氧化物颗粒。由于纳米尺寸下的金属颗粒会对特定波长的外界电磁波的激发产生共振，从而达到增强信号的效果，因此，当将实施方式提供的复合墨水用于制备发光二极管器件时，所述复合墨水中的纳米金属颗粒所带来的表面增强效应可用于放大器件发光层发出的光，同时所述高分子材料能够有效平衡空穴-电子，促进空穴-电子的复合，从而提升器件的发光效率。本实施方式提供的纳米金属颗粒溶液和高分子材料溶液中的溶剂均为醇类溶剂，所述纳米金属颗粒溶液和高分子材料溶液中的醇类溶剂与P型纳米金属氧化物颗粒分散液中的醇类溶剂选择范围相同，所述三种溶液中的醇类溶剂可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合墨水，其特征在于，包括分散在醇类溶剂中的纳米金属颗粒、高分子材料以及P型纳米金属氧化物颗粒。

【技术特征摘要】
1.一种复合墨水，其特征在于，包括分散在醇类溶剂中的纳米金属颗粒、高分子材料以及P型纳米金属氧化物颗粒。2.根据权利要求1所述的复合墨水，其特征在于，所述纳米金属颗粒为金、银、铜、铝、铁、铂、镍中的一种单质或多种元素组成合金的固态颗粒。3.根据权利要求1所述的复合墨水，其特征在于，所述纳米金属颗粒为球形颗粒。4.根据权利要求3所述的复合墨水，其特征在于，所述球形颗粒的直径为2-100nm。5.根据权利要求1所述的复合墨水，其特征在于，所述纳米金属颗粒为非球形颗粒，所述非球形颗粒的形状为纳米棒、纳米线、纳米正方体和纳米四面体中的一种或多种。6.根据权利要求5所述的复合墨水，其特征在于，所述非球形颗粒至少有一个维度的粒径为2-100nm。7.根据权利要求1所述的复合墨水，其特征在于，所述高分子材料为PVP、PMMA、PVK、TFB、交联TAPC和PEDOT/PSS中的一种或多种。8.根据权利要求1所述的复合墨水，其特征在于，所述P型纳米金属氧化物颗粒为纳米氧化镍颗...

【专利技术属性】
技术研发人员：向超宇，邓天旸，李乐，张滔，辛征航，张东华，
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