[发明专利]无机纳米材料印刷油墨及其制备方法和应用

说明书

本发明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包括至少一种无机纳米材料和至少一种长碳链醇醚类有机溶剂，所述长碳链醇醚类有机溶剂的结构如结构通式I所示： 式I中，所述R₁、R₂独立地选自C8‑40的脂肪族基团、C8‑40的芳香族基团；m、n为正整数，且m为2或3，1≤n≤8。

技术领域

本发明属于电致发光二极管显示技术领域，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。

背景技术

量子点(quantum dot，QD)，又可称为纳米晶，是一种由半导体材料(通常由IIB～ⅥA或IIIA～VA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(quantum confinement effect)、表面效应和掺杂的影响。量子点一般为球形或类球形，其粒径稳定在2～20nm之间，由于电子和空穴被量子限域，连续的能带结构变成具有分子特性的分立能级结构，受激后可以发射荧光。量子点具有新颖的电子和光学等性能，量子点的化学成分，保障发光颜色可以覆盖从蓝光到红光的整个可见区，而且色纯度高、连续可调，是具有突破性工业应用的材料。近年来，量子点发光材料在在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。

然而，喷墨打印技术需要制备合适的墨水，墨水需要均匀分散且性能稳定。首先，喷墨打印墨水需要足够的分散性和疏水性，使得纳米粒子可以在溶液状态下分散均匀。但目前量子点油墨基本上都是将量子点直接分散在溶剂中，相对分散性好的溶剂如甲苯、氯仿等，得到的量子点油墨沸点较低，粘度也非常小；对于一些沸点较高、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。墨水快速挥发往往导致打印出的量子点像素点形状不可控，厚度均匀性很差，得到的膜层存在各种发光缺陷，如Mura(指显示器亮度不均匀,造成各种痕迹的现象)不均问题，导致像素间均匀性差。量子点油墨与普通的油墨不同，为了最终打印的量子点膜层中尽量少的引入绝缘性有机材料，以保住量子层间电荷传输有效，一般油墨中溶质只有量子点。其次，喷墨打印墨水还需要具有适当的粘度、表面张力。合适的粘度和表面张力不仅可以实现打印机稳定喷墨，还可以使得墨水在像素矩阵内稳定铺展，提高润湿性，有效防止外溢以及避免铺展不到位。同时，合适的粘度和表面张力还可以在墨水干燥过程中实现溶剂均匀扩散，防止形成咖啡环等不均匀的墨滴膜。因此，对于量子点墨水来说，需要寻找一种既能调节挥发速率，又能提高粘度、同时具有较好分散性，且可在后处理过程中方便去除的溶剂，使得量子点油墨能够满足喷墨打印要求，稳定出墨，高润湿性，稳定铺展，干燥均匀，成膜均一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种粘度可调的无机纳米材料印刷油墨及其制备方法，旨在解决现有的无机纳米材料印刷油墨综合稳定性(主要是印刷油墨的粘度、表面张力、分散性、挥发速率)难以兼顾的问题。

本发明的另一目的在于提供一种采用上述无机纳米材料印刷油墨制备无机纳米材料薄膜的方法。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：