[发明专利]一种用于丝网印刷用量子点材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料制备应用领域。

背景技术

量子点是一种性质稳定且发射荧光的半导体纳米微晶体，它具有尺寸依赖的电学和光学性能。近年来它在很多领域有广泛的应用，比如发光二极管 (LED)，非线性光学设备，太阳能电池，生命科学领域等，尤其在生物医学领域已取得了巨大进步。而 CdSe( 硒化镉 ) 由于其发射波长覆盖整个可见光区，成为目前研究最多的一种量子点。然而，由于量子点质量的高低严重制约着其应用研究的展开和研究结果的优劣，它的制备一直是纳米科学研究的热点之一。量子点的制备方法主要是有机相合成法和水相合成法两种，此外还有通过纳米晶体在晶体衬底上的自组装生长制备量子点的方法。

现有技术在高温下使用有机金属前驱物裂解的方法合成出具有较强荧光性能的 CdSe 量子点。现有技术二甲基镉、三辛基膦和硒作为前体，三辛基氧化膦作为配位溶剂，反应温度在 350℃。在此基础上，近年现有也有改用 CdO 代替作为镉的前体，十八烷烯(ODE) 和硬脂酸作为溶剂，反应温度280℃，采用已基磷酸(HPA) 或十四烷基磷酸 (TDPA)/TOPO 二组份溶剂合成 II-VI 型量子点。但是它的价格非常昂贵，使得量子点的规模化制备受到限制。或者以 CdO 作为镉源，以 Se 粉作为Se 源，使用油酸和液体石蜡作为CdO 和Se 粉的溶剂，反应温度在200℃～240℃，合成较强荧光的CdSe 量子点。该方法的优点是：注射温度较低，方法较简便，没有使用有毒的配体，价格较低。水相合成是另一种常用的量子点合成方法，主要是以巯基化合物为稳定剂的情况下，金属盐和 NaHSe 或 NaHTe 捕获沉淀反应合成量子点。

现有技术的文献Oluwafemi 等在《Journal of Crystal Growth》（2008 年第 310 卷 3230-3234 页）上发表了题为“A novel one-pot route for the synthesis of water-soluble cadmium selenide nanoparticles”（“一步制备水溶性CdSe量子点”）的论文，利用在自然状态下稳定的硒粉作为硒源，采用硼氢化钠还原硒粉的方法在水相中一步制备了水溶性 CdSe 量子点。该方法利用在线生成 NaHSe 的方法一步制备水溶性 CdSe 量子点，但所制备的量子点荧光辐射强度较弱，且制备过程依然需要无氧环境，规模合成的成本较高。

中国专利 CN1978587A（申请号：200510019940.6）公开了一种超声水浴加热制备水溶性 CdSe 量子点的方法，该方法需要高纯氮气除氧和保护，并且超声技术的引入不但带了新的噪声污染和能源消耗，而且使得制备装置复杂化，难以实现规模合成。

本发明通过高温微波震荡法制备出油性量子点溶液和水性量子点溶液，然后通过有机萃取法获得水性量子点颗粒，然后对颗粒进行表面硅基化处理，然后将水性量子点颗粒与丝网印刷用油墨混合均匀，直接用于丝网印刷。实现了丝网印刷制备QLED器件的工艺，解决了现有的量子点器件通过蒸镀以及旋涂的尺寸缺陷，本发明可以用于大面积的柔性高清量子点显示器件的制备。

发明内容

一种用于丝网印刷用量子点材料的制备方法，其特征在于：所述的量子点材料为水性的CdSe、CdTe量子点颗粒和油性的CdSe、CdTe量子点溶液，水性量子点颗粒通过有机萃取法从水性量子点溶液中提取，然后在颗粒表面进行表面硅基化处理，处理完成后的量子点颗粒尺寸分布在10-20nm之间，然后将水性量子点颗粒和油性量子点溶液与上海科炎光电技术有限公司所提供的丝网印刷用油墨混合均匀，作为丝网印刷QLED器件所需材料使用。

水性CdSe、CdTe量子点颗粒是以CdCl₂^。2.5H₂O、CdO为镉源，以SeO₂、Se粉为硒源，以TeO₂、Te粉为碲源，以硼氢化钠为为配体，在50^oC下形成前驱体；将镉源溶解到去离子水中，以六偏磷酸钠和巯基丁二酸为稳定剂，形成配体溶液，然后混合后加热反应得到CdSe、CdTe量子点溶液。水性量子点颗粒的有机萃取溶剂为异丙醇、环己醇、甲醇、二甲基甲酰胺中的一种或多种混合溶液，表面硅基化所需的溶剂为正硅酸乙酯、硅酸钠、硅烷偶联剂中的一种或多种，最后通过高速离心获得量子点颗粒，在60^oC下烘干后利用超声法分散到二甲基甲酰胺溶液中，然后与丝印油墨混合,通过丝网印刷工艺，制备QLED器件。