磁性量子点墨水及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种磁性量子点墨水，以所述磁性量子点墨水的总重量为100％计，包括如下重量百分含量的下列组分：量子点材料0.01‑30.0％；磁性纳米颗粒0.01‑15.0％；非极性有机溶剂55‑99.8％；表面张力调节剂0‑5％。

Magnetic Quantum Dot Ink and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
磁性量子点墨水及其制备方法
本专利技术属于量子点墨水
，尤其涉及一种磁性量子点墨水及其制备方法。
技术介绍
量子点发光二极管(QuantumDotLightEmittingDiodesQLED)是基于无机纳米晶的量子点材料的发光器件，由于其具有波长可调、发射光谱窄、稳定性高、电致发光量子产率高等优点，成为下一代显示技术的有力竞争者。QLED器件中，通常可迁移空穴由阳极经空穴注入、传输层到达发光层，并与由阴极经电子注入、传输层迁移的电子复合形成激子，进而激子辐射发射光子。载流子平衡问题成为影响QLED器件、特别是多层结构QLED器件发光效率的重要因素。然而，值得注意的是，过多的空穴或电子都会产生三粒子系统从而致使产生的激子淬灭，从而降低器件发光效率和稳定性。因此，在不同类型器件中，改变载流子迁移率，改善载流子注入平衡是提高器件效率和稳定性的有效方法。近年来，由于喷墨打印技术具有高精度、无需Mask、非接触性、按需打印等优点而受到人们的广泛关注。其中基于溶液的功能性材料和先进的喷墨打印设备来制作光电器件，可有效提高材料利用率，降低成本并提高生产效率。但目前，该技术还存在一系列问题有待解决。其核心问题是喷墨打印设备对墨水的要求较高，包括墨水化学成分、物理性能、配置方法、打印前后处理方法等，这给墨水配制带来巨大的挑战。目前的量子点墨水经喷墨打印制备的量子点发光层载流子注入不平衡，进而影响器件性能。此外，墨水对QLED器件的其他结构是否造成物理或化学性质的改变和损毁也不容忽视。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种磁性量子点墨水及其制备方法，旨在解决现有的量子点墨水经喷墨打印制备的量子点发光层载流子注入不平衡，进而影响器件性能的问题。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术一方面提供一种磁性量子点墨水，以所述磁性量子点墨水的总重量为100％计，包括如下重量百分含量的下列组分：相应的，一种磁性量子点墨水的制备方法，包括以下步骤：按照上述磁性量子点墨水的配方提供量子点材料、磁性纳米颗粒、非极性有机溶剂和表面张力调节剂；将所述量子点材料、磁性纳米颗粒分散于所述非极性有机溶剂中，并加入所述表面张力调节剂，得到磁性量子点墨水。以及，一种磁性量子点薄膜的制备方法，包括以下步骤：按照上述方法制备磁性量子点墨水；在载体上喷墨打印沉积磁性量子点墨水，经过干燥处理，得到磁性量子点薄膜。本专利技术提供的磁性量子点墨水，以量子点材料和磁性纳米颗粒作为溶质。采用所述磁性量子点墨水形成的磁性量子点薄膜，由于存在长程有序的磁矩，载流子运动会受到磁子、声子以及铁磁/非磁界面散射作用，从而改变载流子迁移率，改善器件中的载流子注入平衡。当所述磁性量子点薄膜用于QLED器件中时，可以有效改善器件中的载流子注入平衡，进而提高器件效率和稳定性。进一步的，在以磁性量子点作为溶质的前提下，本专利技术提供的磁性量子点墨水，通过引入表面修饰剂并控制墨水组成，配制出适合喷墨打印的含磁性材料的墨水。喷墨打印完成后，通过施加外磁场对磁性量子点形成钉扎作用，进而消除“咖啡环效应”，改善薄膜形貌，提升器件性能。本专利技术提供的磁性量子点墨水的制备方法，只需将量子点材料和磁性纳米颗粒与非极性有机溶剂和表面张力调节剂混合即可，操作简单易控，不需要严苛的条件，可实现大批量生产。本专利技术提供的磁性量子点薄膜的制备方法，只需将量子点材料和磁性纳米颗粒、表面张力调节剂在非极性有机溶剂中充分分散，制得磁性量子点印刷油墨，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。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。载流子在磁场中运动时会受到磁场作用力及磁子的散射作用力而使其运动轨迹发生偏转，从而改变载流子迁移率。在磁性材料中，由于存在长程有序的磁矩，载流子运动会受到磁子、声子以及铁磁/非磁界面散射作用，从而改变载流子迁移率。因此，本专利技术实施例中，利用磁性材料改变载流子迁移率这一特点，通过在量子点油墨中引入磁性材料的方式，来来改变载流子迁移率，提高QLED器件中的载流子注入平衡，而提高器件发光性能和稳定性。具体地，磁性材料作为辅助功能材料在QLED器件中的作用原理为：含有磁性材料的量子点墨水，经喷墨打印成膜作为QLED器件的发光层。对由磁性材料发光层制备的QLED器件施加电场后，载流子受电场作用力沿着电场方向运动，但此时部分载流子会受到材料杂质或缺陷散射、声子散射作用而改变运动轨迹，从而造成载流子迁移率的改变。同时，这种变化大小与温度、杂质态缺陷数量等因素密切相关。当存在外加磁场时，载流子在运动过程中会受到洛伦兹力的作用而使载流子运动轨迹偏转，从而在两侧积累形成电场(霍尔效应)，造成载流子迁移率的改变。而对于磁性材料，其自发存在的磁子，会对载流子产生磁子散射、从而造成运动轨迹的偏转，从而导致载流子迁移率改变。在磁性材料中由于存在的多种散射作用造成载流子迁移率变化可达2～3个数量级之多。基于此，QLED器件中因载流子迁移率不同而存在的载流子注入不平衡的问题，可以通过在QLED器件中引入磁性材料来调节，从而改善载流子注入平衡，提高器件效率。有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种磁性量子点墨水，以所述磁性量子点墨水的总重量为100％计，包括如下重量百分含量的下列组分：本专利技术实施例提供的磁性量子点墨水，以量子点材料和磁性纳米颗粒作为溶质。采用所述磁性量子点墨水形成的磁性量子点薄膜，由于存在长程有序的磁矩，载流子运动会受到磁子、声子以及铁磁/非磁界面散射作用，从而改变载流子迁移率，改善器件中的载流子注入平衡。当所述磁性量子点薄膜用于QLED器件中时，可以有效改善器件中的载流子注入平衡，进而提高器件效率和稳定性。进一步的，在以磁性量子点作为溶质的前提下，本专利技术实施例提供的磁性量子点墨水，通过引入表面修饰剂并控制墨水组成，配制出适合喷墨打印的含磁性材料的墨水。喷墨打印完成后，通过施加外磁场对磁性量子点形成钉扎作用，进而消除“咖啡环效应”，改善薄膜形貌，提升器件性能。本专利技术实施例提供的磁性量子点墨水，以量子点材料和磁性纳米颗粒作为溶质，配以非极性有机溶剂。所述量子点材料和磁性纳米颗粒能够分散在非极性有机溶剂体系中，制备的墨水各项性能可以满足喷墨打印印刷技术的生产需求，并在成膜后可以通过外加条件(磁场、电场、温度)来调控材料性能。本专利技术实施例可以在不改变现有载流子传输材料的基础上改善载流子平衡，提升QLED性能和稳定性。具体的，本专利技术实施例中，所述磁性纳米颗粒可以为实心球结构或空心球结构，也可以为核壳结构。优选的，作为内核的所述磁性纳米颗粒选自铁单质、铁合金、铁氧化物、钴单质、钴合金、钴氧化物、镍单质、镍合金、镍氧化物中的至少一种。优选的磁性纳米颗粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁性量子点墨水，其特征在于，以所述磁性量子点墨水的总重量为100％计，包括如下重量百分含量的下列组分：

【技术特征摘要】
1.一种磁性量子点墨水，其特征在于，以所述磁性量子点墨水的总重量为100％计，包括如下重量百分含量的下列组分：2.如权利要求1所述的磁性量子点墨水，其特征在于，所述磁性纳米颗粒选自铁单质、铁合金、铁氧化物、钴单质、钴合金、钴氧化物、镍单质、镍合金、镍氧化物中的至少一种。3.如权利要求2所述的磁性量子点墨水，其特征在于，所述磁性纳米颗粒选自Fe3O4、Fe2O3、FeCo、FeCr中的至少一种。4.如权利要求1-3任一项所述的磁性量子点墨水，其特征在于，所述磁性纳米颗粒的粒径为1-10nm。5.如权利要求1-3任一项所述的磁性量子点墨水，其特征在于，所述磁性纳米颗粒为具有超顺磁性的磁性纳米颗粒，且所述磁性纳米颗粒的饱和磁化强度为1-150emu/g。6.如权利要求1-3任一项所述的磁性量子点墨水，其特征在于，所述非极性有机溶剂为混合有机溶剂，且烷烃类有机溶剂占所述混合有机溶剂总重量的1-90％。7.如权利要求6所述的磁性量子点墨水，其特征在于，所述混合有机溶剂选自含有所述烷烃类有机溶剂和环苯类有机溶剂的混合溶剂。8.如权利要求1-3任一项所述的磁性量子点墨水，其特征在于，所述表面张力调节剂在25℃条件下的表面张力为20-80...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雄志，向超宇，朱佩，辛征航，
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