无机纳米材料印刷油墨及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种无机纳米材料印刷油墨，所述无机纳米材料印刷油墨中的溶剂为有机溶剂，所述无机纳米材料印刷油墨中包括至少一种无机纳米材料和至少一种卤代烷烃有机溶剂，所述卤代烷烃有机溶剂的结构如结构通式I所示：R

Inorganic nano material printing ink and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
无机纳米材料印刷油墨及其制备方法和应用
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和应用。
技术介绍
量子点(quantumdot，QD)，又可称为纳米晶，是一种由II－VI族或III－V族元素组成的纳米颗粒。量子点是零维(zero-dimensional)的纳米半导体材料，其三个维度的尺寸都不大于其对应的半导体材料的激子玻尔半径的两倍，量子点的性能一般受量子限域效应(quantumconfinementeffect)、表面效应和掺杂的影响。量子点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，量子点发光材料在LED照明、液晶显示等领域发挥了很大的作用，量子点替代传统的荧光粉，有效地提高了LED以及液晶显示的色域。最近，发光材料作为发光层的量子点发光二极管(QLED)在固态照明、平板显示等领域具有广泛的应用前景，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。通过喷墨打印制备量子点发光层，材料的利用率非常高，制造商可以降低生产成本，简化制作工艺，容易普及量产，降低成本。喷墨打印技术是目前公认的可以解决大尺寸QLED屏的制造难题的有效方法。但是，目前量子点油墨基本上都是将量子点直接分散在溶剂中，然而相对分散稳定性好的溶剂如甲苯、氯仿等，得到的量子点油墨沸点非常低，粘度也很小，因此使得喷墨打印过程中，墨水挥发过快，容易造成膜厚不均匀，同时使得很难满足大尺寸显示屏的制作要求；溶于一些沸点较高、粘度较大的溶剂如长烷烃醇类溶剂，对量子点的分散效果又很差，并且具有绝缘性质的聚合物添加剂的引入往往还会降低薄膜的电荷传输能力。同时，量子点配体在这种复杂溶剂环境下可以进行一定程度的解离平衡，当储存时间一定时，有可能由于外部环境发生变化造成解离平衡破坏，使得储存稳定性破坏。因此，寻找一种既能提高沸点，又具有较低挥发性，较好分散性、储存稳定性，同时还能提高打印平整性，且可在后处理过程中方便去除的溶剂，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，成膜均一显得尤为重要。
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，旨在解决解决现有的无机纳米材料印刷油墨稳定性、分散性、粘度难以兼顾的问题。本专利技术的另一目的在于提供一种无机纳米材料薄膜的制备方法。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无机纳米材料印刷油墨，所述无机纳米材料印刷油墨中的溶剂为有机溶剂，所述无机纳米材料印刷油墨中包括至少一种无机纳米材料和至少一种卤代烷烃有机溶剂，所述卤代烷烃有机溶剂的结构如结构通式I所示：R1-Xn式I式I中，所述R1选自取代或未取代的烷基ChH2h+1或环烷基ChH2h，其中，h为2-25的正整数，且1＜x＜h；所述X为卤素。相应的，一种无机纳米材料印刷油墨的制备方法，包括以下步骤：提供无机纳米材料和有机溶剂，所述有机溶剂中至少含有一种卤代烷烃有机溶剂；将无机纳米材料溶于有机溶剂中形成所述无机纳米材料印刷油墨。以及，一种无机纳米材料薄膜的制备方法，包括以下步骤：按照上述方法制备无机纳米材料印刷油墨；采用喷墨打印在载体上沉积无机纳米印刷油墨，经过干燥处理，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所示卤代烷烃有机溶剂，使得所述无机纳米材料印刷油墨同时具有以下优点：首先，所述卤代烷烃有机溶剂含有卤素基团，赋予该类有机溶剂较高的沸点，较低的挥发速率，使墨水的沸点、挥发速率接近喷墨打印所需要的墨水的最佳沸点及挥发速率；同时，由于所述卤代烷烃有机溶剂中卤素的数目可调，沸点调节的范围也相对较大，有利于灵活选择具体有机溶剂的类型和含量，得到沸点可调的无机纳米材料印刷油墨。其次，采用具有结构通式I所示的卤代烷烃有机溶剂作为有机溶剂组分的无机纳米材料印刷油墨，可以使无机纳米材料表面配体在长链卤代烷烃溶剂中解离与吸附达到平衡，从而使油墨分散均匀、储存稳定，同时满足目前喷墨打印机的对粘度和表面张力的要求，实现无机纳米材料发光层的喷墨打印方式，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高沸点、低挥发效率，以及合适的粘度、表面张力和分散稳定性，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，得到不含油墨有机溶剂、且致密排布的膜层，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。再次，所述卤代烷烃有机溶剂具有表面活性剂的特性，能够提高成膜平整性，均匀挥发，得到均一薄膜。此外，所述卤代烷烃有机溶剂具有较长的链段，长链烷烃的非极性，使得无机纳米材料如量子点能很好的分散在墨水中，且该类有机溶剂在一定的真空度和适当的高低温下能够挥发完全，能够保证无机纳米薄膜如量子点发光层电荷传输有效，发挥光电性能。综上，本专利技术提供的无机纳米材料印刷油墨具有具有高沸点、打印平整性、低挥发性能，适当粘度、表面张力、分散稳定性能，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印刷油墨的制备方法，只需将无机纳米材料溶于含有特定结构的卤代烷烃溶剂的有机溶剂中即可，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。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。本专利技术实施例提供了一种无机纳米材料印刷油墨，所述无机纳米材料印刷油墨中的溶剂为有机溶剂，所述无机纳米材料印刷油墨中包括至少一种无机纳米材料和至少一种卤代烷烃有机溶剂，所述卤代烷烃有机溶剂的结构如结构通式I所示：R1-Xn式I式I中，所述R1选自取代或未取代的烷基ChH2h+1或环烷基ChH2h，其中，h为2-25的正整数，且1＜x＜h；所述X为卤素。本专利技术实施例提供的无机纳米材料印刷油墨，采用具有结构通式I所示卤代烷烃有机溶剂，使得所述无机纳米材料印刷油墨同时具有以下优点：首先，所述卤代烷烃有机溶剂含有卤素基团，赋予该类有机溶剂较高的沸点，较低的挥发速率，使墨水的沸点、挥发速率接近喷墨打印所需要的墨水的最佳沸点及挥发速率；同时，由于所述卤代烷烃有机溶剂中卤素的数目可调，沸点调节的范围也相对较大，有利于灵活选择本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无机纳米材料印刷油墨，其特征在于，所述无机纳米材料印刷油墨中的溶剂为有机溶剂，所述无机纳米材料印刷油墨中包括至少一种无机纳米材料和至少一种卤代烷烃有机溶剂，所述卤代烷烃有机溶剂的结构如结构通式I所示：R

【技术特征摘要】
1.一种无机纳米材料印刷油墨，其特征在于，所述无机纳米材料印刷油墨中的溶剂为有机溶剂，所述无机纳米材料印刷油墨中包括至少一种无机纳米材料和至少一种卤代烷烃有机溶剂，所述卤代烷烃有机溶剂的结构如结构通式I所示：R1-Xn式I式I中，所述R1选自取代或未取代的烷基ChH2h+1或环烷基ChH2h，其中，h为2-25的正整数，且1＜x＜h；所述X为卤素。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，所述烷基选自丁基、戊基、己基、环己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十六烷基、十八烷基；所述环烷基选自环丁基、环戊基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基、环十一烷基。3.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X选自F、Cl、Br中的至少一种。4.如权利要求1-3任一项所述的无机纳米材料印刷油墨，其特征在于，所述R1中含有取代基。5.如权利要求4所述的无机纳米材料印刷油墨，其特征在于，所述取代基选自取代烷基、芳基、硝基、氰基、氨基、-N(R’)(R”)、卤素、羟基、羧基、酯基、羰基、烯基、炔基、取代环烷基、烷氧基、芳氧基、杂芳氧基、烷氧羰基、全氟烷基、全氟烷氧基、芳氧基、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、甲硅烷基基团中的至少一种，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，所述取代烷基选自甲基、乙基、丙基、异丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、新戊基、环戊基、己基、环己基、异己基；和/或所述芳基选自苯基、联苯基、三苯基、苯并萘基、蒽基、迫苯并萘基、菲基、芴基、芘基、屈基、苝基、薁基；和/或所述杂芳基选自二苯并噻吩，二苯并呋喃，呋喃，噻吩，苯并呋喃，苯并噻吩，咔唑，吡唑，咪唑，三氮唑，异恶唑，噻唑，噁二唑，噁三唑，二恶唑，噻二唑，吡啶，哒嗪，嘧啶，吡嗪，三嗪，恶嗪，噻嗪，恶二嗪，吲哚，苯并咪唑，吲唑，吲哚嗪，苯并恶唑，异恶唑，苯并噻唑，喹啉，异喹啉，邻二氮(杂)萘，喹唑啉，喹喔啉，萘，酞，蝶啶，氧杂蒽，吖啶，吩嗪，吩噻嗪，吩恶嗪，二苯并硒吩、苯并硒吩、苯并呋喃并吡啶吡唑、吲哚咔唑、吡啶基吲哚、吡咯二吡啶并吲哚、呋喃二吡啶、苯并噻吩呋喃并吡啶、噻吩并二吡啶、苯并硒吩并吡啶、硒吩二吡啶形成的取代基。7.如权利要求1-3任一项所述的无机纳米材料印刷油墨，其特征在于，所述卤代烷烃有机溶剂选自包括1-氯己烷、3-氯己烷、1-溴-6-氯己烷、1,2,6-三氯-己烷、2-氯己烷、6,6-二氯双环[3.1.0]己烷、1-氯-6-氟己烷、6,6-二氯-1-甲基双环[3.1.0]己烷、1-氯庚烷、2-氯庚烷、3-氯庚烷、1-溴-7-氯庚烷、1,7-二氯庚烷、4-氯庚烷、1,2-二氯庚烷、2,6-二氯庚烷、1,1-二氯庚烷、1,6-二氯庚烷、7,7-二氯二环[4.1.0]庚烷、(1R,2S,4S)-rel-1,2-二氯-双环[2.2.1]庚烷、2,2-二氯双环[2.2.1]庚烷、2-氯-1,7,7-三甲基-双环[2.2.1]庚烷、1-氯双环[2.2.1]庚烷、1,4-二氯-双...

【专利技术属性】
技术研发人员：李雪，朱佩，向超宇，
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