[发明专利]一种复合墨水及其制备方法、器件

说明书

本发明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氧化物颗粒和各向异性的纳米金属颗粒。本发明提供的复合墨水，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；所述复合墨水在溶剂退火挥发后，纳米金属氧化物颗粒与所述各向异性的纳米金属颗粒可以分相，不会导致发光材料的光淬灭；并且所述复合墨水具有表面增强共振效应，能够显著提升发光二极管器件的发光效率。

技术领域

本发明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。

背景技术

表面等离子增强效应（surface plasma enhancement，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。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明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。

本发明的技术方案如下：

一种复合墨水，其中，包括分散在醇类溶剂中的纳米金属氧化物颗粒和各向异性的纳米金属颗粒。

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，所述纳米金属颗粒至少有一个维度的粒径为2-100nm。

所述的复合墨水，其中，所述金属氧化物颗粒为N型纳米金属氧化物或P型纳米金属氧化物。